Hoja de Datos del Display LED Alfanumérico de Dos Dígitos LTP-4823JD - 0.4 Pulgadas (10mm) - Rojo Hiperintenso (650nm) - 2.6V de Tensión Directa - 70mW de Disipación

1. Descripción General del Producto

El LTP-4823JD es un módulo de visualización alfanumérico compacto y de alto rendimiento para dos dígitos, diseñado para aplicaciones que requieren una presentación clara de caracteres y símbolos. Su función principal es proporcionar una interfaz de salida visual para datos numéricos, letras y símbolos específicos, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de instrumentación, paneles de control y electrónica de consumo.

La ventaja principal de este dispositivo radica en la utilización de tecnología de semiconductores AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para los chips LED. Este sistema de materiales es reconocido por producir LEDs rojos y ámbar de alta eficiencia. Los chips se fabrican sobre un sustrato de GaAs no transparente, lo que ayuda a mejorar el contraste al minimizar la dispersión y reflexión interna de la luz. El display presenta una cara gris con segmentos blancos, una combinación que mejora la legibilidad y el atractivo estético cuando los LEDs están apagados. El dispositivo está categorizado por intensidad luminosa y se ofrece en un paquete sin plomo conforme a las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.1 Características Clave y Mercado Objetivo

El display cuenta con varias características que lo hacen atractivo para los ingenieros de diseño:

• Altura del Dígito:0.4 pulgadas (10 mm), ofreciendo un buen equilibrio entre tamaño y visibilidad.
• Calidad de los Segmentos:Segmentos uniformes y continuos que garantizan una iluminación consistente y un aspecto profesional.
• Eficiencia Energética:Bajo requerimiento de potencia, contribuyendo al diseño de sistemas energéticamente eficientes.
• Rendimiento Óptico:Alto brillo y alto contraste que aseguran una excelente visibilidad incluso en entornos bien iluminados.
• Ángulo de Visión:Un amplio ángulo de visión permite la legibilidad desde varias posiciones.
• Fiabilidad:La construcción de estado sólido ofrece una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones.

El mercado objetivo incluye sistemas de control industrial, equipos de prueba y medición, dispositivos médicos, cuadros de mandos automotrices (pantallas secundarias), terminales punto de venta y electrodomésticos donde se requiere una retroalimentación alfanumérica clara y fiable.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento del LTP-4823JD se define bajo condiciones de prueba estándar a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Los parámetros clave incluyen:

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):Varía desde un mínimo de 320 µcd hasta un máximo de 975 µcd a una corriente directa (I_F) de 1 mA. El valor típico se encuentra dentro de este rango. Este parámetro define el brillo de cada segmento iluminado.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_p):650 nanómetros (nm). Esta es la longitud de onda a la que el LED emite la mayor potencia óptica, definiendo su color "rojo hiperintenso".
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):639 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano, que puede diferir ligeramente de la longitud de onda pico.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm. Esto indica la pureza espectral o la dispersión de la luz emitida alrededor de la longitud de onda pico.
• Tensión Directa por Segmento (V_F):Típicamente 2.6 Voltios, con un máximo de 2.6V a I_F=20mA. El mínimo es 2.1V. Esto es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente.
• Corriente Inversa por Segmento (I_R):Máximo 100 µA a una tensión inversa (V_R) de 5V.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:Máximo 2:1 para segmentos dentro de un área de luz similar a I_F=1mA. Esto especifica la variación de brillo máxima permitida entre segmentos para asegurar una apariencia uniforme.

Las mediciones de intensidad luminosa se realizan utilizando un sensor y un filtro calibrados para aproximarse a la curva de respuesta del ojo fotópico CIE, asegurando que los valores se correlacionen con la percepción visual humana.

2.2 Ratings Absolutos Máximos

Estos ratings definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. No se garantiza la operación fuera de estos límites.

• Disipación de Potencia Promedio por Segmento:70 mW.
• Corriente Directa Pico por Segmento:90 mA (probablemente para operación pulsada).
• Corriente Directa Promedio por Segmento:25 mA a 25°C. Este rating se reduce linealmente en 0.33 mA/°C a medida que la temperatura ambiente aumenta por encima de 25°C.
• Tensión Inversa por Segmento:5 V.
• Rango de Temperatura de Operación:-35°C a +105°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-35°C a +105°C.

3. Información Mecánica y del Paquete

3.1 Dimensiones Físicas y Tolerancias

Las dimensiones del paquete se proporcionan en milímetros. Las tolerancias clave incluyen ±0.25 mm para la mayoría de las dimensiones y ±0.4 mm para el desplazamiento de la punta del pin. Los planos dimensionales detallados son esenciales para el diseño de la huella en la PCB (Placa de Circuito Impreso) para garantizar un ajuste y alineación adecuados. El display es un dispositivo de orificio pasante con pines diseñados para soldadura.

3.2 Conexión de Pines y Circuito Interno

El LTP-4823JD es un dispositivo de 20 pines configurado como undisplay dúplex de ánodo común. Esto significa que tiene dos dígitos independientes (Carácter 1 y Carácter 2), cada uno con una conexión de ánodo compartida. Los cátodos de los segmentos individuales se sacan a pines separados.

Resumen del Pinout:Los pines 4 y 10 son los ánodos comunes para el dígito 1 y el dígito 2, respectivamente. Los pines restantes (1-3, 5-9, 11-13, 15-20) son cátodos para los diversos segmentos (A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, D.P.). El pin 14 se señala como "Sin Conexión" (N/C). El diagrama del circuito interno muestra la disposición de estos LEDs con sus conexiones de ánodo común.

Esta configuración de ánodo común requiere que el circuito de excitación suministre corriente al pin del ánodo común y drene corriente a través de los pines de cátodo individuales para iluminar un segmento específico.

4. Directrices de Soldadura y Montaje

La hoja de datos especifica las condiciones de soldadura para prevenir daños térmicos durante el montaje. La condición recomendada es soldar a 260°C durante un máximo de 3 segundos, medidos en un punto a 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.6 mm) por debajo del plano de asiento del paquete. Es crítico no exceder los ratings de temperatura máxima del dispositivo durante ninguna parte del proceso de montaje. Siempre se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo ESD (Descarga Electroestática) para componentes LED.

5. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

5.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Para excitar el LTP-4823JD, típicamente se emplea un esquema de multiplexación debido a su configuración de ánodo común. Se utiliza un microcontrolador o un CI controlador de display dedicado. Los ánodos comunes (pines 4 y 10) se conectan a salidas de fuente de corriente o a potencia conmutada a través de transistores. Los pines de cátodo de segmento se conectan a controladores de drenaje de corriente (como un arreglo de transistores o un CI controlador con salidas de colector/drenador abierto).

El display se multiplexa conmutando rápidamente (estrobando) la potencia al ánodo común de cada dígito mientras se presentan los datos de segmento correspondientes en las líneas de cátodo. Se debe mantener una frecuencia de refresco lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible (típicamente >60 Hz por dígito). Las resistencias limitadoras de corriente son obligatorias para cada cátodo de segmento (o posiblemente para cada ánodo común, dependiendo del diseño del controlador) para establecer la corriente directa deseada, típicamente entre 1 mA y 20 mA según el requisito de brillo de la aplicación.

5.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice resistencias en serie para controlar la corriente del segmento. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_fuente- V_F) / I_F, donde V_Fes la tensión directa de la hoja de datos (use el valor máximo para un diseño seguro).
• Disipación de Potencia:Asegúrese de que la corriente promedio por segmento no exceda los 25 mA nominales, considerando la reducción con la temperatura. Se debe gestionar la potencia total de todos los segmentos iluminados.
• Condiciones de Visualización:El alto contraste y el amplio ángulo de visión lo hacen adecuado para aplicaciones donde el display puede verse desde un ángulo. La cara gris reduce la reflexión de la luz ambiental.
• Atenuación:El brillo se puede controlar mediante modulación por ancho de pulso (PWM) de la corriente de excitación, que es más efectiva y estable en color que la reducción analógica de corriente.

6. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas. Si bien los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, dichas curvas generalmente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_Vvs. I_F):Muestra cómo el brillo aumenta con la corriente, típicamente de forma sub-lineal, destacando el punto de rendimientos decrecientes.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa (V_Fvs. I_F):Demuestra la característica exponencial I-V del diodo.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_a):Ilustra cómo la salida del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión, enfatizando la importancia de la gestión térmica en aplicaciones de alto brillo o alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrada alrededor de 650 nm con un ancho medio de ~20 nm.

Estas curvas son vitales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar y para optimizar el circuito de excitación para eficiencia y longevidad.

7. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTP-4823JD se diferencia a través de su tecnología AlInGaP. En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs rojos estándar de GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio), AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en un mayor brillo para la misma corriente de excitación o un menor consumo de energía para el mismo brillo. El color "rojo hiperintenso" (650nm) suele ser visualmente más impactante y puede tener un mejor rendimiento en algunos sistemas de sensores ópticos. El formato de 16 segmentos proporciona capacidad alfanumérica más allá de los simples displays numéricos de 7 segmentos, mientras que la construcción de dos dígitos en un solo módulo ahorra espacio en la placa en comparación con dos unidades de un solo dígito separadas.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico (650nm) y la longitud de onda dominante (639nm)?

R: La longitud de onda pico es el pico físico del espectro de emisión. La longitud de onda dominante es el punto de color percibido. La ligera diferencia se debe a la forma del espectro de emisión y a la curva de sensibilidad del ojo humano (CIE). La longitud de onda dominante es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Puedo excitar este display con un microcontrolador de 5V sin otros componentes?

R: No. Debe utilizar resistencias limitadoras de corriente externas para cada cátodo de segmento. Conectar un LED directamente a un pin de un microcontrolador puede dañar tanto el LED (por sobrecorriente) como el pin del microcontrolador (por exceder su capacidad de drenaje/suministro de corriente).

P: ¿Qué significa "categorizado por intensidad luminosa"?

R: Significa que los displays son probados y clasificados según su brillo medido a una corriente de prueba estándar. Esto permite a los diseñadores seleccionar piezas con niveles de brillo consistentes para su aplicación, asegurando una apariencia uniforme en múltiples unidades de un producto.

P: ¿Cómo logro el control del punto decimal?

R: El punto decimal (D.P.) es un segmento separado con su propia conexión de cátodo (Pin 5). Se controla de forma independiente como cualquier otro segmento (A, B, C, etc.).

9. Principio de Operación y Tendencias Tecnológicas

9.1 Principio Básico de Operación

Un LED es un diodo semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede su voltaje de banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). El color de la luz está determinado por la banda prohibida del material semiconductor. AlInGaP tiene una banda prohibida correspondiente a la luz roja/naranja/ámbar. El sustrato no transparente ayuda a dirigir más de la luz generada hacia la parte superior del dispositivo, mejorando la eficiencia.

9.2 Tendencias de la Industria

La tendencia en los displays alfanuméricos es hacia una mayor integración, paquetes de tecnología de montaje superficial (SMT) para ensamblaje automatizado y, a veces, la inclusión del CI controlador dentro del propio módulo de display. Si bien los displays de orificio pasante como el LTP-4823JD siguen siendo populares para prototipos, diseños fáciles de reparar y ciertas aplicaciones industriales, las versiones SMT se están volviendo más prevalentes en la electrónica de consumo de alto volumen. Además, existe un impulso constante hacia una mayor eficiencia (más luz por vatio) y una fiabilidad mejorada en rangos de temperatura más amplios.