Hoja de Datos del Display LED Alfanumérico de 17 Segmentos LTP-3862JS - 0.3 Pulgadas (7.62mm) - Amarillo (587nm) - 2.6V de Tensión Directa - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-3862JS es un módulo de display alfanumérico de dos dígitos de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas de caracteres claras y brillantes. Su función principal es mostrar caracteres alfanuméricos (letras y números) utilizando una configuración de 17 segmentos por dígito, ofreciendo mayor flexibilidad que los displays estándar de 7 segmentos. La ventaja principal de este dispositivo radica en el uso de chips LED avanzados de AS-AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) crecidos sobre un sustrato de GaAs, conocidos por su alta eficiencia y excelente pureza de color en el espectro amarillo. El display presenta una cara negra con segmentos blancos, proporcionando un alto contraste para una legibilidad óptima. Su mercado objetivo incluye paneles de control industrial, equipos de prueba y medición, dispositivos médicos, instrumentación y cualquier sistema embebido donde se requiera una indicación alfanumérica compacta, fiable y brillante.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad del display. A una corriente de prueba estándar de 1mA por segmento, la intensidad luminosa promedio (Iv) varía desde un mínimo de 320 µcd hasta un valor típico de 800 µcd. Este alto brillo garantiza la visibilidad en diversas condiciones de iluminación ambiente. El dispositivo emite luz amarilla con una longitud de onda dominante (λd) de 587 nanómetros (nm) y una longitud de onda de emisión pico (λp) de 588 nm, medidas a una corriente de excitación de 20mA. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm, lo que indica un color amarillo relativamente puro y saturado. Un parámetro clave para la uniformidad del display es la relación de coincidencia de intensidad luminosa, especificada en un máximo de 2:1. Esto significa que la diferencia de brillo entre el segmento más brillante y el más tenue en condiciones idénticas no excederá un factor de dos, contribuyendo a una apariencia visual consistente en todos los caracteres.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

Las características eléctricas definen los límites de operación y los requisitos de potencia. Las especificaciones absolutas máximas establecen los límites para una operación segura: la disipación de potencia por segmento es de 70 mW, la corriente directa pico por segmento (a 1kHz, ciclo de trabajo del 10%) es de 60 mA, y la corriente directa continua por segmento es de 25 mA a 25°C. Esta corriente se desclasifica linealmente a 0.33 mA por grado Celsius por encima de 25°C, lo cual es una consideración crítica para la gestión térmica en el diseño de la aplicación. La tensión inversa máxima por segmento es de 5V. En condiciones típicas de operación (I_F=20mA), la tensión directa (V_F) por segmento varía de 2.0V a 2.6V. La corriente inversa (I_R) es un máximo de 100 µA a la tensión inversa completa de 5V. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación y almacenamiento de -35°C a +85°C, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de condiciones ambientales.

3. Sistema de Clasificación y Categorización

La hoja de datos establece explícitamente que los dispositivos están "Categorizados por Intensidad Luminosa". Esto indica que las unidades LTP-3862JS se clasifican (se "binean") en función de su salida de luz medida en condiciones de prueba estándar. Este proceso de clasificación garantiza que los clientes reciban displays con niveles de brillo consistentes. Si bien los códigos de clasificación específicos o los rangos de intensidad no se detallan en este extracto, la categorización típica para este tipo de displays implica agruparlos en diferentes grados de intensidad (por ejemplo, brillo estándar, alto brillo). Los diseñadores deben consultar la documentación completa de clasificación del fabricante para seleccionar el grado apropiado según sus requisitos específicos de contraste y visibilidad, especialmente cuando se utilizan múltiples displays en un solo producto.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a las "Curvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas", que son esenciales para trabajos de diseño detallado. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, estas curvas suelen incluir:
Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V):Este gráfico muestra la relación entre la corriente que fluye a través de un segmento LED y la tensión a través del mismo. Es no lineal, y la curva ayuda a los diseñadores a seleccionar el valor apropiado de la resistencia limitadora de corriente para lograr el brillo deseado sin exceder las especificaciones eléctricas.
Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa:Esta curva ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de excitación. Generalmente es lineal en un rango, pero se satura a corrientes más altas. Esta información es crucial para diseños de atenuación por modulación por ancho de pulso (PWM).
Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Este gráfico muestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Comprender esta desclasificación es vital para aplicaciones que operan a altas temperaturas ambiente para garantizar que el display permanezca suficientemente brillante.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LTP-3862JS es un display de montaje pasante. El diagrama de "Dimensiones del Paquete" proporcionado (detalles en milímetros) es crítico para el diseño del PCB (Placa de Circuito Impreso). El display tiene 20 pines dispuestos en dos filas. El dibujo dimensional incluye la longitud, anchura y altura total del paquete, el espaciado entre pines (paso), la distancia entre las filas de pines y el plano de asiento. Las tolerancias para todas las dimensiones son de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. La asignación de pines está claramente definida, siendo los pines 4 y 10 los ánodos comunes para el Dígito 1 y el Dígito 2, respectivamente. Todos los demás pines (excepto el pin 14, que es Sin Conexión) son cátodos para segmentos específicos (de la A a la U, DP). La nota "Rt. Hand Decimal" en la descripción de la pieza sugiere la inclusión de un punto decimal a la derecha, que se controla a través del pin cátodo DP.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La hoja de datos proporciona condiciones específicas de soldadura para evitar daños a los componentes LED durante el montaje. La condición recomendada es soldar a 260°C durante un máximo de 3 segundos, con la estipulación de que esto se aplica a un punto a 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.59 mm) por debajo del plano de asiento del display. Esta es una directriz estándar para soldadura por ola o soldadura manual destinada a limitar el calor transferido a los sensibles chips LED y a la carcasa de plástico. Para procesos de soldadura por reflujo, se debe utilizar una pasta de soldar compatible y un perfil que no exceda la temperatura máxima de almacenamiento de 85°C para el cuerpo del dispositivo. También se implica un manejo adecuado para evitar descargas electrostáticas (ESD), como con todos los dispositivos semiconductores.

7. Circuito Interno y Conexión de Pines

El "Diagrama del Circuito Interno" y la tabla de "Conexión de Pines" son fundamentales para entender cómo excitar el display. El LTP-3862JS utiliza unaconfiguración de ánodo común multiplexado. Esto significa que todos los ánodos de los segmentos del Dígito 1 están conectados juntos al pin 4, y todos los ánodos del Dígito 2 están conectados al pin 10. El cátodo de cada segmento individual (por ejemplo, segmento A, B, C) se saca a un pin separado y es compartido entre ambos dígitos. Para iluminar un segmento específico en un dígito específico, el diseñador debe:
1. Aplicar una tensión positiva (a través de una resistencia limitadora de corriente) al pin de ánodo común del dígito deseado (4 o 10).
2. Derivar corriente a tierra a través del pin cátodo correspondiente al segmento deseado.
Esta técnica de multiplexación permite controlar 34 segmentos (17 por dígito) con solo 20 pines, reduciendo significativamente el número de pines de E/S requeridos del microcontrolador de control. El tiempo de conmutación entre los dos dígitos debe ser lo suficientemente rápido para evitar parpadeo visible, típicamente por encima de 60 Hz.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para cualquier sistema embebido que requiera una lectura compacta de dos caracteres. Las aplicaciones comunes incluyen: multímetros digitales y pinzas amperimétricas, contadores de frecuencia, controladores de procesos (mostrando puntos de ajuste o valores), fuentes de alimentación, displays de estado de equipos de comunicación, herramientas de diagnóstico automotriz e instrumentación de laboratorio.

8.2 Consideraciones de Diseño Críticas

• Limitación de Corriente:Las resistencias limitadoras de corriente externas son obligatorias para cada línea de cátodo o línea de ánodo común para evitar exceder la corriente directa continua máxima y para establecer el brillo deseado. El valor de la resistencia se calcula usando R = (V_{de alimentación}- V_F) / I_F.
• Circuitería de Excitación Multiplexada:Se necesita un microcontrolador con suficientes pines de E/S o un CI controlador externo (como un controlador de display LED dedicado o un registro de desplazamiento con salidas de alta corriente) para manejar la multiplexación.
• Gestión Térmica:En entornos de alta temperatura o cuando se excita a corrientes más altas, asegúrese de que la disipación de potencia por segmento no exceda los 70mW. Considere la curva de desclasificación para la corriente directa.
• Ángulo de Visión:La característica de "Amplio Ángulo de Visión" es beneficiosa, pero el PCB debe montarse para alinear la dirección de visión óptima del display con la línea de visión típica del usuario final.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTP-3862JS se diferencia a través de varias características clave. En comparación con tecnologías más antiguas como los LED estándar de GaAsP o GaP, el sistema de material AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en displays más brillantes a corrientes más bajas. La arquitectura de 17 segmentos proporciona una verdadera capacidad alfanumérica, a diferencia de los displays de 7 segmentos que están limitados en los caracteres que pueden representar legiblemente. La cara negra con segmentos blancos mejora la relación de contraste, mejorando la legibilidad en luz ambiente brillante en comparación con displays con cara gris o transparente. El diseño de ánodo común multiplexado ofrece un buen equilibrio entre la reducción del número de pines y la complejidad del controlador, haciéndolo más eficiente que un esquema de excitación estático (no multiplexado) que requeriría muchos más pines de E/S.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cómo calculo el valor de la resistencia para un segmento?
A: Use la Ley de Ohm: R = (V_CC- V_F) / I_F. Para una fuente de alimentación de 5V, una V_Ftípica de 2.3V, y una I_Fdeseada de 10mA: R = (5 - 2.3) / 0.01 = 270 Ohmios. Siempre use la V_Fmáxima de la hoja de datos (2.6V) para un diseño conservador y asegurar que la corriente no exceda los límites.

P: ¿Puedo excitar este display con una fuente de corriente constante en lugar de una resistencia?
A: Sí, una fuente de corriente constante es un método excelente para excitar LEDs, ya que garantiza un brillo consistente independientemente de las variaciones menores en V_Fentre segmentos o con la temperatura. A menudo se utiliza en diseños más sofisticados.

P: ¿Qué significa "ánodo común multiplexado" para mi software?
A: Su software debe alternar rápidamente entre habilitar el Dígito 1 y el Dígito 2. Mientras el ánodo del Dígito 1 está activo, establece los patrones de cátodo para los segmentos que desea iluminar en el Dígito 1. Luego, cambia al ánodo del Dígito 2 y establece los patrones de cátodo para el Dígito 2. Este ciclo debe repetirse lo suficientemente rápido para crear una imagen persistente (>>60Hz).

P: La intensidad luminosa se da a 1mA, pero quiero excitarlo a 20mA. ¿Cuánto más brillante será?
A: El brillo del LED es aproximadamente lineal con la corriente en un rango. Excitar a 20mA podría producir aproximadamente 20 veces la intensidad luminosa de la condición de prueba de 1mA, pero debe consultar la curva de I_Vvs. I_Fpara mayor precisión y asegurarse de no exceder las especificaciones absolutas máximas.

11. Ejemplo Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar un display simple de voltímetro de dos dígitos. Un microcontrolador con un convertidor analógico-digital (ADC) lee una tensión. El software convierte este valor a dos dígitos decimales (por ejemplo, "12"). Utiliza una tabla de búsqueda para traducir cada dígito (0-9) al patrón de cátodo correcto para los 17 segmentos que forman ese dígito. El microcontrolador luego emplea dos de sus pines de E/S como líneas de selección de dígitos (conectadas a los ánodos comunes a través de transistores, ya que es probable que los pines del MCU no puedan suministrar suficiente corriente) y utiliza hasta otros 17 pines de E/S (o un número menor con registros de desplazamiento externos) para controlar los cátodos de los segmentos. El código entra en un bucle que: habilita el transistor para el ánodo del dígito de las decenas, envía el patrón de cátodo para el dígito "1\