Hoja de Datos del Display de Matriz de Puntos LED LTP-18088KD - Altura 1.85 Pulgadas - Rojo Hiperintenso (650nm) - Tensión Directa 2.6V - Disipación de Potencia 40mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-18088KD es un módulo de visualización de matriz de puntos de estado sólido, diseñado para aplicaciones que requieren una presentación clara y brillante de información alfanumérica o simbólica. Su función principal es proporcionar una interfaz de salida visual fiable y eficiente.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Este dispositivo se basa en varias ventajas clave que definen su ámbito de aplicación. Presenta unbajo consumo de energía, lo que lo hace adecuado para dispositivos alimentados por batería o con conciencia energética. Laexcelente apariencia de los caracteresy laalta luminosidad y contrastegarantizan la legibilidad en diversas condiciones de iluminación ambiental, desde entornos interiores tenues hasta ambientes más brillantes. Unamplio ángulo de visiónpermite ver la información mostrada con claridad desde posiciones fuera del eje, lo cual es crucial para pantallas de información pública o equipos multiusuario. Finalmente, sufiabilidad de estado sólido, inherente a la tecnología LED, ofrece una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones en comparación con las pantallas mecánicas. Estas características lo hacen ideal para instrumentación industrial, equipos de prueba, terminales punto de venta, paneles de información de transporte y otros sistemas embebidos que requieren una pantalla robusta y clara.

2. Análisis Profundo de Especificaciones Técnicas

El rendimiento del LTP-18088KD se caracteriza por un conjunto detallado de parámetros eléctricos, ópticos y mecánicos.

2.1 Descripción del Dispositivo y Tecnología

La pantalla tiene una altura de matriz de 1.85 pulgadas (47.0 mm) y está organizada como una matriz de puntos de 8 x 8. Utilizachips LED Rojo Hiperintenso de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Estos chips se fabrican sobre unsustrato de Arseniuro de Galio (GaAs) no transparente. El encapsulado presenta unfrente negro con segmentos blancos, una combinación que mejora significativamente la relación de contraste al absorber la luz ambiental y hacer que los segmentos rojos iluminados destaquen más prominentemente.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.

• Disipación de Potencia Media por Punto:40 mW
• Corriente Directa de Pico por Punto:90 mA
• Corriente Directa Continua por Punto:15 mA (a 25°C), reducción lineal de 0.2 mA/°C por encima de 25°C.
• Tensión Inversa 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:260°C durante 3 segundos, medida a 1/16 de pulgada (aprox. 1.6mm) por debajo del plano de asiento.

2.3 Características Eléctricas y Ópticas (a T_A=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos y garantizados bajo condiciones de prueba especificadas.

• Intensidad Luminosa Media (I_V):1650 μcd (Mín), 3500 μcd (Típ) a I_P=32mA, Ciclo de Trabajo 1/16.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_p):650 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):20 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):639 nm (Típ) a I_F=20mA.
• Tensión Directa por Punto (V_F):2.1V (Mín), 2.6V (Típ) a I_F=20mA; 2.3V (Mín), 2.8V (Típ) a I_F=80mA.
• Corriente Inversa por Punto (I_R):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 permitida en el brillo entre los puntos más brillantes y más tenues de la matriz.

Nota: La medición de la intensidad luminosa sigue la curva de respuesta del ojo de la CIE (Commission Internationale de l'\'Eclairage) utilizando una combinación adecuada de sensor y filtro.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo estáclasificado por intensidad luminosa. Esto significa que las unidades se prueban y clasifican (se "binnean") en función de su salida de luz medida. Esto permite a los diseñadores seleccionar pantallas con niveles de brillo consistentes para una apariencia uniforme en su aplicación, lo cual es crucial cuando se utilizan múltiples pantallas una al lado de la otra. La relación de coincidencia de 2:1 garantiza además que, dentro de una sola pantalla, ningún punto sea más del doble de brillante que otro, asegurando la uniformidad visual de los caracteres o gráficos formados.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien el PDF hace referencia a curvas características típicas, los datos eléctricos/ópticos proporcionados permiten el análisis. La tensión directa muestra un aumento predecible con la corriente (de 2.6V típ. a 20mA a 2.8V típ. a 80mA), lo cual es un comportamiento estándar del LED. La longitud de onda dominante de 639 nm y el pico en 650 nm sitúan firmemente este dispositivo en el espectro rojo hiperintenso, ofreciendo un alto impacto visual. El amplio rango de temperatura de operación (-35°C a +85°C) sugiere un rendimiento estable en entornos hostiles, aunque la corriente directa debe reducirse a altas temperaturas ambientales según los límites máximos.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado y Apilabilidad

El dibujo mecánico proporciona dimensiones críticas para el diseño de la huella en PCB y la integración en la carcasa. Una característica clave destacada es que el módulo esapilable tanto vertical como horizontalmente. Esto implica que el diseño mecánico incluye características (como bordes al ras o puntos de montaje específicos) que permiten colocar múltiples pantallas adyacentes entre sí para crear pantallas más grandes de múltiples caracteres o líneas sin huecos antiestéticos o problemas de alineación.

5.2 Conexión de Pines y Circuito Interno

El dispositivo tiene una configuración de 24 pines. La tabla de asignación de pines define claramente la función de cada pin: Ánodo para las columnas y Cátodo para las filas. Varios pines están marcados como "SIN CONEXIÓN" (N/C). El diagrama del circuito interno, típico de una pantalla de matriz, muestra los 64 LED (8x8) dispuestos con sus ánodos conectados en columnas y los cátodos en filas. Esta arquitectura de matriz común minimiza el número de pines de control necesarios (16 para 64 LED) pero requiere una conducción multiplexada.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La instrucción principal de montaje proporcionada es para la soldadura:260°C durante 3 segundos, medida a 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento. Este es un parámetro de perfil de soldadura por reflujo estándar. Los diseñadores deben asegurarse de que su proceso de montaje de PCB cumpla con esto para evitar daños térmicos en los chips LED o en el encapsulado de plástico. El rango de temperatura de almacenamiento (-35°C a +85°C) también debe respetarse durante la manipulación y antes del montaje.

7. Sugerencias de Aplicación

7.1 Escenarios de Aplicación Típicos

La combinación de alta luminosidad, amplio ángulo de visión y construcción de estado sólido hace que el LTP-18088KD sea adecuado para:Paneles de Control Industrial(indicadores de estado, códigos de falla),Equipos de Prueba y Medición(lecturas, gráficos de barras),Pantallas de Información Pública(en transporte, tableros de mensajes simples),Electrónica de Consumo(pantallas de equipos de audio, estado de electrodomésticos), yKits de Prototipado y Educativos.

7.2 Consideraciones de Diseño

• Circuito de Conducción:Debe utilizar controladores de corriente constante o resistencias limitadoras de corriente apropiadas para cada columna/fila para establecer la corriente directa (por ejemplo, 20mA para un brillo típico).
• Multiplexación:La matriz requiere una conducción multiplexada. El controlador debe recorrer las filas (o columnas) lo suficientemente rápido para evitar parpadeo visible (típicamente >100Hz). La corriente de pico por punto (90mA) permite corrientes pulsadas más altas durante la multiplexación para lograr el brillo medio deseado.
• Cálculo de Potencia:Con 64 puntos, una potencia media máxima de 40mW por punto y un ciclo de trabajo definido por el esquema de multiplexación, se debe calcular la disipación de potencia total del módulo para garantizar una gestión térmica adecuada.
• Protección contra ESD:Como con todos los dispositivos semiconductores, se deben observar las precauciones estándar contra ESD durante la manipulación y el montaje.

8. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave para el LTP-18088KD es su uso de latecnología AlInGaP (Rojo Hiperintenso). En comparación con los LED rojos GaAsP más antiguos o GaP estándar, el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en un mayor brillo para la misma corriente de conducción, o un brillo similar con menor potencia. El diseño de frente negro/segmentos blancos mejora el contraste de manera más efectiva que los encapsulados tradicionales grises o beige. Su diseño apilable es una ventaja mecánica práctica para construir pantallas más grandes de manera fluida.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la Longitud de Onda de Pico (650nm) y la Longitud de Onda Dominante (639nm)?

R: La longitud de onda de pico es el punto de máxima potencia en el espectro emitido. La longitud de onda dominante es el punto de color percibido, calculado a partir del espectro y las funciones de igualación de color CIE. Para una fuente monocromática como este LED rojo, están cerca pero no son idénticas.

P: ¿Cómo logro la intensidad luminosa típica de 3500 μcd?

R: La condición de prueba es unacorriente de pico (I_P) de 32mA con un ciclo de trabajo de 1/16. En una matriz multiplexada de 8 filas, un ciclo de trabajo de 1/8 es más común. Para lograr un brillo medio similar, la corriente de pico durante su ranura de tiempo activa puede necesitar ajustes basados en el ciclo de trabajo del controlador y la corriente media requerida por LED.

P: ¿Puedo conducirlo directamente con un pin de microcontrolador de 5V?

R: No. La tensión directa es de ~2.6V, y es obligatoria una resistencia limitadora de corriente en serie. Conectar 5V directamente destruiría el LED debido a la corriente excesiva. Además, los pines de los microcontroladores normalmente no pueden suministrar/absorber la corriente acumulativa requerida para una columna o fila completa en una configuración multiplexada; se necesitan controladores externos (transistores o CI controladores de LED dedicados).

10. Ejemplo de Diseño y Caso de Uso

Escenario: Diseñar una pantalla numérica simple de 4 dígitos para un contador.

Se colocarían cuatro displays LTP-18088KD uno al lado del otro (facilitado por el diseño apilable). Se utilizaría un microcontrolador para gestionar la pantalla. Dado que cada matriz 8x8 puede formar números reconocibles, el firmware del controlador contendría un mapa de fuentes. El microcontrolador, a través de matrices de transistores externos o un CI controlador de LED dedicado, multiplexaría las pantallas. Recorrería los cuatro displays (multiplexación por división de tiempo) y, dentro de cada display, recorrería las 8 filas (escaneo por filas). La corriente de pico por LED se establecería mediante el circuito de control para lograr el brillo deseado, considerando el ciclo de trabajo total de multiplexación (por ejemplo, 1/32 si se escanean 4 displays * 8 filas). La fuente de alimentación debe dimensionarse para entregar la corriente media total para todos los puntos iluminados.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

El LTP-18088KD opera bajo el principio de laelectroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo a través de un chip LED AlInGaP, los electrones y los huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de la aleación semiconductor AlInGaP determina la energía del bandgap, que define la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo hiperintenso. Los 64 chips LED individuales están dispuestos en una matriz con columnas de ánodo común y filas de cátodo común. Al aplicar selectivamente una tensión positiva a una columna específica (ánodo) y conectar a tierra una fila específica (cátodo), solo el LED en la intersección de esa fila y columna se enciende. Al secuenciar rápidamente este proceso (multiplexación), todos los puntos deseados pueden iluminarse para formar una imagen estable.

12. Tendencias Tecnológicas

La tecnología de visualización evoluciona continuamente. Si bien las matrices de puntos LED discretas como el LTP-18088KD siguen siendo relevantes para aplicaciones embebidas específicas debido a su robustez, simplicidad y alto brillo, se observan varias tendencias. Existe un movimiento haciamatrices LED de dispositivo de montaje superficial (SMD)para mayor densidad y montaje automatizado. Lasmatrices de controladores LED integradoscon controladores incorporados (como interfaces I2C o SPI) están simplificando la complejidad del diseño. Para aplicaciones de color, lasmatrices LED RGBson cada vez más comunes. Además, en muchas aplicaciones de consumo, los pequeños módulos OLED o TFT LCD están desplazando a las matrices de puntos LED monocromáticas donde se requieren gráficos completos, color y menor consumo en escenarios siempre encendidos. Sin embargo, para aplicaciones que demandan brillo extremo, larga vida útil, amplio rango de temperatura y simplicidad, las pantallas de matriz de puntos basadas en AlInGaP continúan manteniendo una posición sólida.