Hoja de Datos del Display LED LTP-2057AJD - Altura 2.0 Pulgadas - Matriz de Puntos 5x7 - Rojo AlGaAs - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-2057AJD es un módulo de visualización alfanumérica de un dígito, diseñado para aplicaciones que requieren una salida de caracteres clara y legible. Su función principal es representar información visualmente mediante la iluminación selectiva de una matriz de diodos emisores de luz (LED).

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Este dispositivo ofrece varias ventajas clave que definen su campo de aplicación. Cuenta con unaaltura de carácter de 2.0 pulgadas (50.8 mm), lo que lo hace adecuado para visualización a media distancia. Subajo requerimiento de potenciaes un beneficio significativo para sistemas alimentados por batería o conscientes del consumo energético. Sufiabilidad de estado sólidogarantiza una larga vida operativa sin partes móviles, y elamplio ángulo de visiónde su diseño de plano único permite la visibilidad desde diversas posiciones. La pantalla esapilable horizontalmente, permitiendo crear mensajes de múltiples caracteres. Escompatible con los códigos de caracteres estándar USASCII y EBCDIC, simplificando la integración con microcontroladores y ordenadores. El dispositivo también estáclasificado por intensidad luminosa, lo que permite emparejar el brillo en aplicaciones con múltiples unidades. Sus mercados objetivo principales incluyen paneles de control industrial, instrumentación, terminales punto de venta (TPV), pantallas de información básica y sistemas embebidos donde se requiere una salida de caracteres robusta y sencilla.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

El rendimiento del LTP-2057AJD está definido por un conjunto de límites absolutos y características típicas de operación.

2.1 Límites Absolutos Máximos

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

• Disipación de Potencia Promedio por Punto:33 mW
• Corriente Directa de Pico por Punto:90 mA
• Corriente Directa Promedio por Punto:13 mA a 25°C, reducción lineal de 0.17 mA/°C por encima de 25°C.
• Voltaje Inverso por Punto:5 V
• Rango de Temperatura de Operación:-35°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-35°C a +85°C
• Temperatura de Soldadura:Máximo 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden bajo condiciones de prueba específicas (Ta=25°C) y representan el rendimiento típico.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):1300 μcd (Mín), 3000 μcd (Típ) a I_p=32mA, Ciclo de Trabajo 1/16. Este es el parámetro clave de brillo.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):660 nm (Típ) a I_F=20mA. Esto indica que el color está en el espectro rojo intenso.
• Ancho de Media Banda Espectral (Δλ):35 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):638 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Voltaje Directo (V_F) Cualquier Punto:1.8V a 2.4V (Típ) a I_F=20mA; 2.0V a 2.7V (Típ) a I_F=80mA.
• Corriente Inversa (I_R) Cualquier Punto:100 μA (Máx) a V_R=5V.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (I_V-m):2:1 (Máx) a I_p=32mA, Ciclo de Trabajo 1/16. Esto especifica la variación máxima de brillo entre puntos.

Nota: La intensidad luminosa se mide con un sensor de luz y un filtro que se aproxima a la curva de respuesta fotópica del ojo de la CIE (Commission Internationale de l'Éclairage).

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo estáclasificado por intensidad luminosa. Esto significa que las unidades son probadas y clasificadas ("binned") en función de su brillo medido en condiciones estándar. Esto permite a los diseñadores seleccionar pantallas con niveles de brillo consistentes para su aplicación, evitando variaciones notorias en pantallas de múltiples caracteres. Aunque no se proporcionan códigos de clasificación específicos en este extracto, la relación de coincidencia de 2:1 define la variación máxima permitida dentro de una clasificación dada.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia aCurvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas. Aunque las curvas específicas no se muestran en el texto proporcionado, dichos gráficos suelen incluir:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación no lineal entre la corriente y la caída de voltaje en la unión del LED.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, mostrando típicamente una región de relación lineal antes de la saturación.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Ilustra la disminución de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, un factor crítico para la gestión térmica.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrada alrededor de la longitud de onda de pico de 660 nm.

Estas curvas son esenciales para el diseño detallado del circuito, la selección del controlador y la comprensión del rendimiento en condiciones no estándar.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El dispositivo tiene una huella física específica. Todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm (0.01") a menos que se especifique lo contrario. El dibujo dimensional exacto se referencia en la hoja de datos, detallando la longitud total, anchura, altura, espaciado de pines y posicionamiento del área de visualización.

5.2 Conexión de Pines y Polaridad

El LTP-2057AJD tiene una configuración 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 del Pin 4, probablemente una nota de documentación para verificar)
• Pin 12: Cátodo Fila 4 (Nota: Función duplicada del Pin 5, probablemente una nota de documentación para verificar)
• Pin 13: Ánodo Columna 1
• Pin 14: Cátodo Fila 2

El diagrama de circuito interno muestra una configuración de cátodo común para las filas, lo que significa que cada fila de 5 LED comparte una conexión de cátodo (negativo) común. Los ánodos (positivo) para cada columna son independientes. Esta disposición en matriz minimiza el número de pines de controlador necesarios (12 para 35 LED).

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La especificación de montaje clave proporcionada es elperfil de temperatura de soldadura. El dispositivo puede soportar una temperatura máxima de260°C durante un máximo de 3 segundos, medida en un punto a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento del paquete. Esto es crítico para procesos de soldadura por ola o reflujo. Los diseñadores deben asegurarse de que su perfil de soldadura no exceda este límite para evitar daños a los chips LED internos o al paquete de plástico. Se deben observar las precauciones estándar contra descargas electrostáticas (ESD) durante el manejo. También se debe respetar el rango de temperatura de almacenamiento (-35°C a +85°C) para una fiabilidad a largo plazo.

7. Recomendaciones de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Paneles de Control Industrial:Mostrar puntos de ajuste, códigos de estado o mensajes de error.
• Equipos de Prueba y Medición:Mostrar lecturas numéricas o identificadores de unidad.
• Electrónica de Consumo:Pantallas básicas en electrodomésticos, equipos de audio o relojes.
• Prototipado de Sistemas Embebidos:Un dispositivo de salida simple para proyectos con microcontroladores.
• Actualizaciones de Sistemas Heredados:Reemplazar pantallas incandescentes o de fluorescencia al vacío más antiguas.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito Controlador:Requiere un circuito controlador de multiplexación (o un CI controlador de pantalla dedicado) capaz de suministrar/absorber las corrientes necesarias de columna/fila. El ciclo de trabajo 1/16 mencionado en la condición de prueba sugiere un esquema de multiplexación.
• Limitación de Corriente:Son obligatorios resistores limitadores de corriente externos para cada columna de ánodo (o una fuente de corriente controlada) para evitar exceder los límites absolutos máximos de corriente.
• Gestión Térmica:Aunque es de bajo consumo, la operación continua a altas temperaturas ambiente puede requerir reducir la corriente directa como se especifica.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión es beneficioso, pero se debe considerar la posición de montaje para alinearse con el espectador previsto.
• Filtrado Óptico:Un filtro rojo puede mejorar el contraste en condiciones de alta luz ambiental.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con otras tecnologías de visualización disponibles en su momento (y módulos básicos similares hoy en día), los diferenciadores principales del LTP-2057AJD son sutecnología LED de AlGaAs (Arseniuro de Galio y Aluminio)y sualtura de carácter de 2.0 pulgadas. Los LED de AlGaAs suelen ofrecer buena eficiencia y un color rojo estable. En comparación con pantallas más pequeñas (ej. 0.56") o más grandes, encaja en un nicho específico que requiere caracteres de tamaño medio. Frente a las LCD, ofrece ángulos de visión superiores, un rango de temperatura más amplio y no requiere retroiluminación, pero consume más potencia para un área iluminada similar. Su simplicidad y robustez son sus principales ventajas sobre pantallas gráficas más complejas.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué voltaje de controlador se requiere?

R: El voltaje directo por LED es típicamente de 1.8-2.4V a 20mA. Es común un circuito controlador que suministre 5V, utilizando resistencias de caída. El controlador debe manejar la temporización de multiplexación.

P: ¿Cómo logro el brillo nominal de 3000 μcd?

R: La condición de prueba es unacorriente de pico (I_p) de 32mA con un ciclo de trabajo de 1/16. Esto implica una corriente promedio por punto de 2mA. Su controlador de multiplexación debe proporcionar este pulso específico para lograr el brillo típico.

P: ¿Puedo conectar múltiples pantallas juntas?

R: Sí, la hoja de datos indica que esapilable horizontalmente. Esto probablemente significa que el diseño mecánico permite la yuxtaposición física, y el diseño eléctrico implicaría conectar las líneas de fila y columna correspondientes en paralelo, requiriendo un controlador con mayor capacidad de corriente para las líneas compartidas.

P: ¿Cuál es la diferencia entre longitud de onda de pico y dominante?

R: La longitud de onda de pico (660 nm) es la única longitud de onda donde el espectro de emisión es más fuerte. La longitud de onda dominante (638 nm) es la única longitud de onda de una luz monocromática pura que parecería tener el mismo color para el ojo humano. La diferencia se debe a la forma del amplio espectro de emisión del LED.

10. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar un contador de producción simple de 4 dígitos para una estación de trabajo de fábrica.

Se apilarían horizontalmente cuatro displays LTP-2057AJD. Se programaría un microcontrolador (ej. un Arduino o PIC) para contar pulsos de un sensor. El firmware manejaría la conversión del número decimal en los patrones de segmentos apropiados para cada dígito. Los pines de E/S del microcontrolador, probablemente a través de matrices de transistores o un CI controlador dedicado como el MAX7219, multiplexarían las pantallas. La altura de 2.0 pulgadas asegura que la cuenta sea fácilmente visible desde varios pies de distancia. Los LED rojos AlGaAs proporcionan alto contraste contra fondos industriales típicos. El bajo consumo de potencia promedio permite que la unidad sea alimentada desde una fuente de 24V CC estándar común en fábricas, reducida a 5V para la lógica. El robusto rango de temperatura asegura una operación confiable en entornos sin control climático.

11. Introducción al Principio de Operación

El LTP-2057AJD es unapantalla de matriz de puntos 5x7. Contiene 35 chips individuales de LED rojo AlGaAs dispuestos en una cuadrícula de 5 columnas y 7 filas. Cada LED se encuentra en la intersección de una línea de ánodo de columna y una línea de cátodo de fila. Para iluminar un punto específico, se aplica un voltaje positivo (a través de un limitador de corriente) a su ánodo de columna correspondiente, mientras que su cátodo de fila se conecta a tierra (o a un voltaje bajo). Al secuenciar rápidamente (multiplexando) a través de las filas y estableciendo los patrones de columna apropiados para cada fila, se crea la ilusión de un carácter estable. Esta multiplexación reduce drásticamente el número de pines de control necesarios de 35 a 12 (7 filas + 5 columnas). La persistencia de la visión del ojo humano fusiona los puntos que parpadean rápidamente en una imagen continua.

12. Tendencias Tecnológicas y Contexto

Pantallas como el LTP-2057AJD representan una tecnología madura. Aunque en gran parte han sido superadas para nuevos diseños de alta densidad de información por OLEDs gráficos de matriz de puntos, LCDs o matrices LED más pequeñas de montaje superficial, siguen siendo relevantes en nichos específicos. Las tendencias que influyen en este segmento incluyen: un movimiento haciapaquetes de dispositivo de montaje superficial (SMD)para el montaje automatizado, la integración decircuitos integrados controladores y controladores directamente en el módulo de visualización(simplificando la interfaz a un bus serie simple como I2C o SPI), y el desarrollo de pantallas conmúltiples colores o LED RGBen un solo paquete. Sin embargo, las ventajas fundamentales de las pantallas simples de matriz de puntos LED—fiabilidad extrema, amplio rango de temperatura, alto brillo y simplicidad—aseguran su uso continuo en aplicaciones industriales, automotrices y de entornos hostiles donde tecnologías más nuevas pueden ser menos robustas. Los principios de direccionamiento de matriz multiplexada siguen siendo fundamentales para casi todas las pantallas modernas basadas en píxeles.