Hoja de Datos del Display LED LTD-322KD-31 - Altura de Dígito 0.3 Pulgadas - Rojo Hiperintenso - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTD-322KD-31 es un módulo de display LED de siete segmentos y dos dígitos, diseñado para aplicaciones de lectura numérica. Cuenta con una altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.62 mm), proporcionando caracteres claros y legibles aptos para una variedad de equipos electrónicos. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductores AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para producir una emisión Roja Hiperintensa, caracterizada por un alto brillo y una excelente pureza de color. El display tiene una cara negra con segmentos blancos, creando una apariencia de alto contraste que mejora la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación. Está construido con un material reflector especial capaz de soportar procesos de soldadura a alta temperatura, lo que lo hace robusto para líneas de montaje estándar. El encapsulado está libre de plomo y cumple con las directivas RoHS.

1.1 Características Principales

• Altura de dígito de 0.3 pulgadas (7.62 mm) para una visibilidad clara.
• Utiliza chips LED AlInGaP Rojo Hiperintenso para alto brillo y eficiencia.
• Segmentos continuos y uniformes aseguran una apariencia de carácter consistente.
• Bajo requerimiento de potencia, adecuado para dispositivos alimentados por batería.
• Excelente apariencia de carácter con alto contraste (cara negra, segmentos blancos).
• Amplio ángulo de visión para montaje flexible y posicionamiento del usuario.
• Alta fiabilidad debido a su construcción de estado sólido.
• La intensidad luminosa está categorizada ("binned") para un emparejamiento de rendimiento consistente.
• Encapsulado libre de plomo conforme a normativas medioambientales.

1.2 Descripción del Dispositivo

El número de parte LTD-322KD-31 denota específicamente un display dúplex (dos dígitos), de cátodo común, con punto decimal a la derecha. La configuración de cátodo común simplifica el circuito de excitación, ya que todos los LEDs de segmento para un dígito dado comparten una conexión a tierra común. El punto decimal a la derecha está integrado para mostrar valores fraccionarios.

2. Información Mecánica y de Empaquetado

2.1 Dimensiones del Encapsulado

El contorno mecánico del display se define en la hoja de datos con todas las dimensiones proporcionadas en milímetros. Las notas dimensionales clave incluyen:

• La tolerancia dimensional general es de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario.
• La tolerancia de desplazamiento de la punta del pin es de ±0.4 mm.
• Se definen criterios de calidad específicos para el área del segmento: material extraño ≤10 mil, contaminación por tinta ≤20 mil, y burbujas ≤10 mil.
• La flexión del reflector está limitada al 1% de su longitud.
• Se recomienda un diámetro de orificio de placa de circuito impreso (PCB) de 1.0 mm para un ensamblaje óptimo.

2.2 Apariencia Física e Identificación de Polaridad

El display presenta una cara negra. Cuatro lados del encapsulado están pintados de negro con tinta, mientras que un lado específico está pintado con un rotulador negro, resultando en una ligera diferencia visual. Este lado sirve como marcador físico para la polaridad u orientación durante el ensamblaje. Las conexiones de los pines están claramente definidas para evitar una inserción incorrecta.

3. Características Eléctricas y Ópticas

3.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Disipación de Potencia por Segmento: 70 mW
• Corriente Directa de Pico por Segmento: 90 mA (a ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms)
• Corriente Directa Continua por Segmento: 25 mA (reducción lineal de 0.33 mA/°C por encima de 25°C)
• Rango de Temperatura de Operación: -35°C a +85°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento: -35°C a +85°C
• Condición de Soldadura: 265 ±5°C durante 5 segundos, con la punta del soldador posicionada 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento.

3.2 Características Eléctricas/Ópticas

Estos son los parámetros típicos de operación medidos a Ta=25°C.

• Intensidad Luminosa Promedio por Segmento (IV):
  • MÍN: 320 µcd, TÍP: 900 µcd a IF=1mA
  • TÍP: 11700 µcd a IF=10mA
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λp): 650 nm (a IF=20mA)
• Ancho Medio Espectral (Δλ): 20 nm (a IF=20mA)
• Longitud de Onda Dominante (λd): 639 nm (tolerancia ±1 nm) (a IF=20mA)
• Tensión Directa por Chip (VF): TÍP 2.6V, rango 2.1V a 2.6V (tolerancia ±0.1V) (a IF=20mA)
• Corriente Inversa por Segmento (IR): MÁX 100 µA (a VR=5V) - Nota: Esto es solo para prueba, no para operación continua.
• Relación de Emparejamiento de Intensidad Luminosa: MÁX 2:1 (entre segmentos en área de luz similar a IF=1mA)
• Especificación de Diafonía: ≤ 2.5%

3.3 Distribución de Rangos de Bins (Sistema de Clasificación)

La intensidad luminosa de los LEDs se categoriza en "bins" para asegurar consistencia dentro de un lote de producción. Los códigos de bin (F, G, H, J, K) corresponden a valores mínimos y máximos específicos de intensidad luminosa en microcandelas (µcd), cada uno con una tolerancia de ±15%. Esto permite a los diseñadores seleccionar displays con niveles de brillo emparejados.

4. Circuito Interno y Configuración de Pines

4.1 Diagrama del Circuito Interno

El display tiene un circuito interno donde cada uno de los siete segmentos (A a G) y el punto decimal (DP) en cada dígito es un LED individual. Los cátodos de todos los segmentos para el Dígito 1 están conectados juntos a un pin común, y de manera similar para el Dígito 2. Esto forma la configuración de cátodo común para cada dígito.

4.2 Tabla de Conexión de Pines

El dispositivo tiene una configuración de 10 pines. La asignación de pines es la siguiente:

• Pin 1: Ánodo G (Segmento G)
• Pin 2: Sin Conexión (N/C)
• Pin 3: Ánodo A (Segmento A)
• Pin 4: Ánodo F (Segmento F)
• Pin 5: Cátodo Común para el Dígito 2
• Pin 6: Ánodo D (Segmento D)
• Pin 7: Ánodo E (Segmento E)
• Pin 8: Ánodo C (Segmento C)
• Pin 9: Ánodo B (Segmento B)
• Pin 10: Cátodo Común para el Dígito 1

Esta disposición permite una excitación multiplexada, donde los dos dígitos se iluminan alternativamente a alta frecuencia para crear la percepción de que ambos están encendidos simultáneamente.

5. Guías de Aplicación y Precauciones

5.1 Uso Previsto y Consideraciones de Diseño

Este display está diseñado para equipos electrónicos ordinarios, incluyendo equipos de oficina, dispositivos de comunicación y aplicaciones domésticas. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría comprometer la seguridad (por ejemplo, aviación, sistemas médicos), se requiere consulta previa al uso. Las consideraciones clave de diseño incluyen:

• Circuito de Excitación:Se recomienda encarecidamente la excitación por corriente constante para asegurar una salida luminosa consistente y longevidad. El circuito debe diseñarse para acomodar el rango completo de tensión directa (VF: 2.1V a 2.6V) para garantizar que la corriente de excitación objetivo se entregue bajo todas las condiciones.
• Gestión de Corriente y Temperatura:Operar el display por encima de la corriente o temperatura ambiente recomendada conducirá a una degradación acelerada de la salida de luz y a un posible fallo prematuro. La corriente de excitación debe reducirse para temperaturas ambientales más altas.
• Circuitos de Protección:El circuito de excitación debe incorporar protección contra tensiones inversas y picos de tensión transitorios que puedan ocurrir durante el encendido o apagado, ya que estos pueden dañar los chips LED.
• Evitar Polarización Inversa:Debe evitarse la polarización inversa continua, ya que puede causar migración de metales dentro del semiconductor, aumentando la corriente de fuga o causando cortocircuitos.

5.2 Precauciones de Ensamblaje y Manipulación

• Soldadura:Adherirse estrictamente a la condición de soldadura especificada (265°C ±5°C durante 5 segundos). La temperatura del cuerpo del display en sí no debe exceder los valores máximos absolutos durante el ensamblaje.
• Esfuerzo Mecánico:No aplicar fuerza anormal al cuerpo del display durante el ensamblaje. Utilizar herramientas y métodos apropiados.
• Condiciones Ambientales:Evitar cambios rápidos en la temperatura ambiente, especialmente en entornos de alta humedad, para prevenir la formación de condensación en la superficie del LED, lo que podría afectar el rendimiento o causar daños.
• Almacenamiento:Almacenar dentro del rango de temperatura especificado (-35°C a +85°C). Notas adicionales de condiciones de almacenamiento advierten contra entornos que puedan provocar la entrada de humedad o esfuerzo mecánico.
• Interacción con Panel Frontal/Filtro:Si se aplica una película impresa o un filtro de patrón a la superficie del display usando adhesivo sensible a la presión, no se recomienda que este lado esté en contacto estrecho con el panel frontal o la cubierta. La presión o la fricción pueden hacer que la película se desplace de su posición original.

6. Análisis de Rendimiento y Comparación Técnica

6.1 Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a curvas gráficas específicas en la hoja de datos, se puede inferir el rendimiento típico de los LEDs Rojo Hiperintenso AlInGaP:

• Curva IV (Corriente-Tensión):Exhibe una característica de diodo estándar con una tensión directa típicamente alrededor de 2.6V a 20mA. La curva es relativamente empinada, indicando buena conductividad una vez que se alcanza la tensión de encendido.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente (LI-I):La salida de luz aumenta de manera superlineal con la corriente en niveles bajos, volviéndose más lineal a corrientes más altas. Operar a 10mA proporciona un brillo significativamente mayor que a 1mA, como se indica en las especificaciones.
• Dependencia de la Temperatura:La tensión directa (VF) tiene un coeficiente de temperatura negativo (disminuye al aumentar la temperatura). La intensidad luminosa típicamente disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión, por lo que la gestión térmica y la reducción de corriente son críticas.
• Distribución Espectral:La longitud de onda de pico de 650 nm y la longitud de onda dominante de 639 nm sitúan a este LED en la región rojo profundo/rojo hiperintenso del espectro. El estrecho ancho medio espectral (20 nm) indica una buena pureza de color.

6.2 Diferenciación de Otras Tecnologías

En comparación con las tecnologías más antiguas de GaAsP o LEDs rojos estándar de GaP, la tecnología AlInGaP ofrece varias ventajas:

• Mayor Eficiencia y Brillo:AlInGaP proporciona una eficacia luminosa superior, resultando en una mayor salida de luz para la misma corriente de excitación.
• Mejor Estabilidad Térmica:Aunque sigue siendo sensible a la temperatura, AlInGaP generalmente mantiene mejor el rendimiento a temperaturas elevadas que las tecnologías más antiguas.
• Color Superior:El color rojo hiperintenso a menudo se percibe como más vibrante y saturado.
• El uso de un sustrato de GaAs no transparente ayuda a dirigir la luz hacia adelante, mejorando la eficiencia general en comparación con algunos diseños de sustrato transparente.

7. Escenarios de Aplicación Típicos y Caso de Diseño

7.1 Escenarios de Aplicación

El LTD-322KD-31 es ideal para cualquier dispositivo que requiera un display numérico compacto, brillante y fiable. Las aplicaciones comunes incluyen:

• Equipos de prueba y medición (multímetros, fuentes de alimentación).
• Electrónica de consumo (amplificadores de audio, radios despertador, electrodomésticos de cocina).
• Paneles de control industrial y temporizadores.
• Terminales punto de venta y calculadoras.
• Accesorios del mercado de accesorios automotrices (por ejemplo, monitores de voltaje).

7.2 Caso de Diseño: Circuito de Excitación Multiplexado

Un diseño típico utiliza un microcontrolador para excitar este display en una configuración multiplexada. El microcontrolador tendría dos conjuntos de 8 salidas (7 segmentos + punto decimal) conectados a los ánodos de segmento (pines 1,3,4,6,7,8,9 y el ánodo del punto decimal si se usa). Dos pines adicionales del microcontrolador, configurados como drenador abierto o conectados a través de transistores, controlarían los pines de cátodo común (5 y 10). La rutina de software haría lo siguiente:

1. Apagar ambos controladores de cátodo común.
2. Enviar el patrón de segmentos para el Dígito 1 a las líneas de segmento.
3. Habilitar brevemente (poner a tierra) el cátodo común para el Dígito 1.
4. Después de un breve retardo (por ejemplo, 5-10ms), apagar el cátodo del Dígito 1.
5. Enviar el patrón de segmentos para el Dígito 2.
6. Habilitar brevemente el cátodo común para el Dígito 2.
7. Repetir el ciclo a una frecuencia lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible (típicamente >60Hz).

Se requieren resistencias limitadoras de corriente en serie con cada línea de ánodo de segmento. Su valor se calcula en función de la tensión de alimentación (Vcc), la tensión directa del LED (VF ~2.6V) y la corriente de segmento deseada (por ejemplo, 10mA para alto brillo): R = (Vcc - VF) / I_segmento. Se puede utilizar un CI controlador de corriente constante en lugar de resistencias para un control de brillo más preciso y estable.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

8.1 ¿Cuál es el propósito de la intensidad luminosa clasificada en bins?

La clasificación en bins asegura la consistencia dentro de una serie de producción. Al usar múltiples displays en un solo producto (como un panel de varios dígitos), especificar el mismo código de bin garantiza que todos los dígitos tendrán un brillo muy similar, evitando que algunos dígitos parezcan más tenues o más brillantes que otros.

8.2 ¿Puedo excitar este display con una fuente de tensión constante?

No es recomendable. Los LEDs son dispositivos excitados por corriente. Su tensión directa tiene una tolerancia y varía con la temperatura. Una fuente de tensión constante con una resistencia en serie es una aproximación común, pero para un rendimiento y longevidad óptimos, especialmente en un amplio rango de temperaturas, un controlador de corriente constante verdadero es superior.

8.3 ¿Por qué hay un pin "Sin Conexión"?

El encapsulado de 10 pines es probablemente una huella estándar. El Pin 2 se deja como Sin Conexión (N/C) en esta variante específica del dispositivo. No debe conectarse a ninguna traza del circuito.

8.4 ¿Cómo interpreto la "Especificación de diafonía ≤ 2.5%"?

La diafonía se refiere a la iluminación no deseada de un segmento que debería estar apagado, causada por corriente de fuga o acoplamiento capacitivo de segmentos adyacentes excitados. Un valor de ≤2.5% significa que la intensidad luminosa de un segmento "apagado" no debe ser más del 2.5% de la intensidad de un segmento completamente "encendido" bajo condiciones especificadas, asegurando un buen contraste entre segmentos activos e inactivos.

8.5 ¿Qué significa "Rojo Hiperintenso" en comparación con el rojo estándar?

Rojo Hiperintenso típicamente denota un LED con una longitud de onda dominante más larga que la de los LEDs rojos estándar, a menudo en el rango de 630-660 nm. Aparece como un color rojo más profundo y saturado. La longitud de onda dominante de 639 nm del LTD-322KD-31 cae en esta categoría, ofreciendo un alto impacto visual y buen rendimiento en aplicaciones donde la distinción de color es importante.