Hoja de Datos del Display LED Alfanumérico de Dos Dígitos LTP-3362JS - Altura de Dígito 7.62mm - Color Amarillo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-3362JS es un módulo de display LED alfanumérico de dos dígitos y 17 segmentos, diseñado para aplicaciones que requieren una presentación clara de caracteres y símbolos. Su función principal es proporcionar una salida visual altamente legible para dígitos numéricos, caracteres alfabéticos y símbolos específicos. La ventaja principal de este dispositivo radica en el uso de chips LED amarillos de tecnología avanzada AS-AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), que se cultivan epitaxialmente sobre un sustrato de GaAs. Esta tecnología proporciona un alto brillo y una excelente pureza de color. El display presenta una cara negra con segmentos blancos, creando una apariencia de alto contraste que mejora la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación. Su altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.62 mm) lo hace adecuado para visualización a media distancia en instrumentación, paneles de control industrial, terminales punto de venta (TPV) y equipos de prueba donde el espacio es limitado pero la claridad es primordial.

1.1 Características Clave y Mercado Objetivo

El dispositivo está categorizado por su intensidad luminosa, garantizando niveles de brillo consistentes entre lotes de producción. Su amplio ángulo de visión asegura que el display permanezca legible desde varias posiciones, un factor crítico en aplicaciones montadas en paneles. La fiabilidad de estado sólido de la tecnología LED ofrece una larga vida operativa con mantenimiento mínimo. Este display está dirigido a ingenieros y diseñadores que trabajan en sistemas embebidos, interfaces hombre-máquina (HMI) industriales, dispositivos médicos y electrónica de consumo que requieren una lectura alfanumérica robusta, de bajo consumo y altamente visible.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de los parámetros eléctricos y ópticos es esencial para un diseño de circuito adecuado y para garantizar un rendimiento óptimo del display.

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico es central para la funcionalidad del display. La intensidad luminosa promedio por segmento se especifica con un mínimo de 320 µcd, un valor típico de 800 µcd, y sin máximo declarado cuando se alimenta con una corriente directa (I_F) de 1mA. Este alto nivel de brillo, medido usando un sensor filtrado para coincidir con la curva de respuesta fotópica del ojo CIE, garantiza una excelente visibilidad. El dispositivo emite luz amarilla con una longitud de onda pico (λ_p) de 588 nm y una longitud de onda dominante (λ_d) de 587 nm a I_F=20mA, ubicándolo firmemente en la región amarilla del espectro visible. El ancho medio espectral (Δλ) es de 15 nm, indicando una emisión de color relativamente pura. La relación de coincidencia de intensidad luminosa entre segmentos es de 2:1 máximo, lo que ayuda a mantener una apariencia uniforme en todo el display.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

Las características eléctricas definen los requisitos de excitación y los límites operativos. Los valores máximos absolutos son críticos para prevenir fallos del dispositivo. La disipación de potencia por segmento no debe exceder los 70 mW. La corriente directa pico por segmento es de 60 mA, pero esto solo es permisible en condiciones pulsadas (1 kHz, ciclo de trabajo del 10%). La corriente directa continua por segmento se reduce desde 25 mA a 25°C a una tasa de 0.33 mA/°C, lo que significa que la corriente continua permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. El voltaje inverso por segmento no debe exceder los 5 V. El voltaje directo (V_F) por segmento típicamente varía entre 2.0V y 2.6V a I_F=20mA. La corriente inversa (I_R) es un máximo de 100 µA a V_R=5V. El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación y almacenamiento de -35°C a +85°C.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que los dispositivos están "categorizados por intensidad luminosa". Esto implica un proceso de clasificación (binning) donde los displays se clasifican según su salida de luz medida a una corriente de prueba estándar (probablemente 1mA o 20mA). Esto asegura que los usuarios finales reciban productos con niveles de brillo consistentes. Aunque no se detalla explícitamente para longitud de onda/color o voltaje directo en este documento, dicha categorización es una práctica común en la fabricación de LEDs para garantizar uniformidad de color y coincidencia de rendimiento eléctrico, lo cual es especialmente importante en aplicaciones multi-dígito o multi-segmento para evitar diferencias visibles entre segmentos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a "Curvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas", las cuales son esenciales para trabajos de diseño detallado. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, las curvas típicas para tal dispositivo incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Este gráfico muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de excitación, típicamente de forma sub-lineal, ayudando a los diseñadores a elegir la corriente óptima para el brillo y eficiencia deseados.
• Voltaje Directo vs. Corriente Directa:Esta curva es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente y calcular la disipación de potencia.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Esto muestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, lo cual es vital para aplicaciones en entornos de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, confirmando las longitudes de onda pico y dominante y el ancho espectral.

Los diseñadores deben consultar la hoja de datos completa del fabricante para obtener estos datos gráficos precisos.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones Físicas y Diagrama de Pines

El LTP-3362JS viene en un paquete estándar de display LED. Las dimensiones se proporcionan en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm. El diagrama de conexión de pines es crítico para el diseño de la PCB. El dispositivo tiene 20 pines en un paquete de doble línea (DIP). Presenta una configuración de cátodo común multiplexado, donde el Pin 4 sirve como cátodo común para el Dígito 1 y el Pin 10 como cátodo común para el Dígito 2. Los pines restantes son ánodos para los segmentos individuales (A hasta U, más DP para el punto decimal) y segmentos especiales (por ejemplo, S, T para la barra diagonal). El Pin 14 se indica como "Sin Conexión" (N/C). El diagrama de circuito interno muestra el arreglo multiplexado, donde los segmentos con la misma designación de letra en diferentes dígitos están internamente conectados a un solo pin de ánodo, y los dígitos se seleccionan energizando su respectivo cátodo común.

5.2 Identificación de Polaridad y Montaje

El dispositivo utiliza una configuración de cátodo común. Debe observarse la polaridad correcta durante la instalación. Es probable que el paquete incluya una muesca, un punto u otra marca para indicar el Pin 1. La cara negra y los segmentos blancos proporcionan un indicador visual claro del lado de visualización.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

Los valores máximos absolutos especifican las condiciones de soldadura: los terminales pueden someterse a 260°C durante 3 segundos, medidos a 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.59 mm) por debajo del plano de asiento. Esta es una especificación típica para soldadura por ola. Para soldadura por reflujo, un perfil estándar sin plomo con una temperatura pico alrededor de 260°C es adecuado, pero el tiempo específico por encima del líquidus debe minimizarse. Se debe tener cuidado para evitar un estrés térmico excesivo. Durante el manejo, se deben observar las precauciones estándar contra descargas electrostáticas (ESD) para proteger los chips LED. Para el almacenamiento, el rango recomendado es de -35°C a +85°C en un ambiente seco.

7. Empaquetado e Información de Pedido

El número de parte es LTP-3362JS. El sufijo "JS" probablemente denota características específicas como el color (Amarillo) y el estilo del paquete. El empaquetado estándar para tales componentes suele ser en tubos antiestáticos o bandejas, y luego colocados en carretes o cajas para ensamblaje automatizado. La cantidad exacta de empaquetado (por ejemplo, 50 piezas por tubo) se especificaría en documentación de empaquetado separada. La revisión de la hoja de datos es A, y la fecha de vigencia es 11/09/2003.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTP-3362JS es ideal para cualquier aplicación que requiera una lectura alfanumérica compacta de dos caracteres. Usos comunes incluyen: multímetros digitales y pinzas amperimétricas, contadores de frecuencia, temporizadores de procesos, displays de estado de cargadores de baterías, sintonizadores de equipos de audio y medidores de nivel, y displays de estado/códigos de error de controladores industriales.

8.2 Consideraciones de Diseño e Implementación del Circuito

Diseñar con este display requiere un circuito excitador multiplexado debido a su estructura de cátodo común y ánodos multiplexados. Es necesario un microcontrolador con suficientes pines de E/S o un CI excitador de LED dedicado (como un MAX7219 o HT16K33). El excitador debe suministrar corriente a los pines de ánodo del segmento y absorber corriente desde los pines de cátodo del dígito. Las resistencias limitadoras de corriente son obligatorias para cada línea de ánodo de segmento para establecer la corriente directa deseada (por ejemplo, 20 mA para brillo máximo). El valor de la resistencia se puede calcular usando R = (V_CC- V_F) / I_F. Con una V_CCde 5V y una V_Ftípica de 2.3V a 20mA, la resistencia sería aproximadamente de 135 Ohmios. La frecuencia de multiplexado debe ser lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible, típicamente por encima de 100 Hz. Los diseñadores también deben considerar la disipación de potencia total, especialmente cuando se excitan múltiples segmentos simultáneamente a alta corriente.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los displays fluorescentes de vacío (VFD) o los LEDs rojos GaAsP más simples, el LED amarillo AlInGaP utilizado en el LTP-3362JS ofrece una eficiencia superior, mayor brillo, mejor estabilidad de color con la temperatura y una vida útil más larga. En comparación con los LEDs contemporáneos blancos o azules basados en GaN con filtros, la emisión amarilla directa de AlInGaP es más eficiente y proporciona una mejor saturación de color. Sus diferenciadores clave son el punto de color amarillo específico, el alto contraste debido a la cara negra y el formato de 17 segmentos que permite un conjunto alfanumérico más completo que un display estándar de 7 segmentos, manteniéndose más rentable y más simple de excitar que un display de matriz de puntos completo.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

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

R: La longitud de onda pico (λ_p) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λ_d) es la longitud de onda única de luz monocromática que coincide con el color percibido de la luz emitida. Para un espectro estrecho como el de este LED, están muy cerca (587nm vs 588nm).

P: ¿Puedo excitar este display con una corriente continua constante sin multiplexar?

R: Técnicamente, sí, pero es altamente ineficiente y no es el uso previsto. Necesitaría conectar el ánodo de cada segmento a una fuente de voltaje limitada en corriente y el cátodo de cada dígito a tierra. Esto requeriría 18 excitadores para los segmentos más 2 para los dígitos, totalizando 20 excitadores para un display de 2 dígitos, lo cual es poco práctico. La multiplexación reduce significativamente el número de excitadores requeridos.

P: ¿Cómo calculo la disipación de potencia para todo el display?

R: En una configuración multiplexada, la potencia se calcula en base a la corriente promedio. Si se excita a I_Fpor segmento con un ciclo de trabajo (D) para cada dígito (D=1/Número de dígitos para brillo igual), la potencia promedio por segmento es V_F* I_F* D. Sume esto para todos los segmentos iluminados.

P: ¿Qué significa "Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa"?

R: Especifica la relación máxima permitida entre el segmento más brillante y el más tenue en un dispositivo (por ejemplo, 2:1). Una relación de 2:1 significa que el segmento más tenue debe ser al menos la mitad de brillante que el segmento más brillante, asegurando uniformidad.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Caso de Estudio 1: Interfaz de Temporizador Digital.Un diseñador utiliza el LTP-3362JS para mostrar minutos y segundos (MM:SS) en un circuito de temporizador personalizado. Utiliza un microcontrolador de bajo consumo para gestionar la multiplexación. Para conservar energía, excita los LEDs a 10mA en lugar de 20mA, aceptando un brillo menor pero aún suficiente. La cara negra garantiza la legibilidad incluso bajo la iluminación brillante de un taller.

Caso de Estudio 2: Unidad de Lectura de Sensor.En un registrador de datos de temperatura y humedad, el display muestra códigos como "tH" para alarma de temperatura alta o valores numéricos. La capacidad de 17 segmentos permite mostrar letras "C" o "F" para las unidades de temperatura. El amplio rango de temperatura de operación coincide con los requisitos ambientales del propio registrador.

12. Introducción al Principio Técnico

El LTP-3362JS se basa en la electroluminiscencia de semiconductores. El sistema de material AS-AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) es un semiconductor de banda prohibida directa. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y huecos se inyectan en la región activa. Se recombinan radiativamente, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación AlInGaP determina la energía de la banda prohibida, que corresponde directamente a la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, amarillo (~587-588 nm). Las capas epitaxiales se cultivan sobre un sustrato de GaAs. El cuerpo del paquete de epoxi negro absorbe la luz ambiental para mejorar el contraste, mientras que la forma de la lente está diseñada para optimizar el ángulo de visión.

13. Tendencias y Evolución Tecnológica

La tecnología AlInGaP representa una solución madura y altamente eficiente para LEDs rojos, naranjas, ámbar y amarillos. Las tendencias actuales en tecnología de displays se mueven hacia una mayor densidad, capacidad a todo color e integración. Si bien los displays de segmentos discretos como el LTP-3362JS siguen siendo vitales para aplicaciones específicas, existe un cambio más amplio hacia displays de LED orgánicos (OLED) y micro-LED para interfaces gráficas de alta resolución. Sin embargo, para lecturas alfanuméricas simples, de bajo costo, alta fiabilidad y alto brillo, los displays de segmentos LED continúan siendo ampliamente utilizados. Los desarrollos futuros pueden incluir materiales aún más eficientes, circuitos excitadores integrados dentro del paquete del display (reduciendo el número de componentes externos), y una gama más amplia de tamaños y colores de paquetes para satisfacer diversas necesidades de diseño. El principio de multiplexación para reducir el número de pines sigue siendo una técnica fundamental y perdurable en la electrónica de excitación de displays.