Hoja de Datos del Display LED LTD-6730JD - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Color Rojo Hiperintenso - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTD-6730JD es un módulo de visualización de siete segmentos y doble dígito, diseñado para aplicaciones que requieren una lectura numérica clara. Su función principal es representar visualmente dos dígitos (0-9 y algunas letras) utilizando segmentos LED direccionables individualmente. La tecnología central se basa en material semiconductor de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), específicamente diseñado para emitir luz en el espectro del rojo hiperintenso. Este dispositivo se clasifica como una pantalla de tipo ánodo común, lo que significa que los ánodos de los LED para cada dígito están conectados internamente, simplificando el circuito de excitación cuando se utilizan drivers de sumidero de corriente.

La pantalla presenta una altura de carácter de 0.56 pulgadas (14.22 mm), ofreciendo un equilibrio entre legibilidad y tamaño compacto. Se presenta con una cara gris y marcas de segmento blancas, lo que mejora el contraste y la legibilidad cuando los segmentos están iluminados. El dispositivo está diseñado para operación de bajo consumo, lo que lo hace adecuado para aplicaciones alimentadas por batería o conscientes de la energía donde una iluminación eficiente es crítica.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico se define bajo condiciones de prueba estándar a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. El parámetro clave, la Intensidad Luminosa Promedio (Iv), tiene un valor típico de 700 µcd cuando se excita con una corriente directa (IF) de 1 mA por segmento. El valor mínimo especificado es de 320 µcd, y no se lista un límite máximo, lo que indica un enfoque en garantizar un nivel mínimo de brillo. La relación de coincidencia de intensidad luminosa entre segmentos se especifica en un máximo de 2:1, lo que define la variación permitida en el brillo entre diferentes segmentos para garantizar una apariencia uniforme.

Las características de color se definen por la longitud de onda. La Longitud de Onda de Emisión Pico (λp) es típicamente de 650 nm, mientras que la Longitud de Onda Dominante (λd) es típicamente de 639 nm cuando se excita a IF=20mA. La ligera diferencia entre la longitud de onda pico y la dominante es común en los LED. El Ancho de Media Línea Espectral (Δλ) es de 20 nm, lo que indica la pureza espectral o la dispersión de la longitud de onda de la luz emitida alrededor del pico. Esta combinación sitúa la emisión firmemente en la región del rojo hiperintenso del espectro visible.

2.2 Características Eléctricas

Los parámetros eléctricos definen los límites y condiciones de operación del dispositivo. La Tensión Directa por segmento (VF) varía de 2.1V a 2.6V a una corriente de prueba de 1 mA. Este parámetro es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. La Corriente Inversa por segmento (IR) se especifica en un máximo de 100 µA cuando se aplica una Tensión Inversa (VR) de 5V, lo que indica el nivel de fuga cuando el LED está polarizado en inversa.

Los Valores Nominales Absolutos Máximos establecen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. La Corriente Directa Continua por segmento está clasificada en 25 mA a 25°C, con un factor de reducción de 0.33 mA/°C. Esto significa que la corriente continua permitida disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente. Para operación pulsada, se permite una Corriente Directa Pico de 90 mA bajo condiciones específicas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso de 0.1 ms), que puede usarse para multiplexación o para lograr un brillo instantáneo más alto. La Disipación de Potencia Máxima por segmento es de 70 mW. La Tensión Inversa Máxima por segmento es de 5V.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para un Rango de Temperatura de Operación de -35°C a +85°C. El idéntico Rango de Temperatura de Almacenamiento indica la robustez del componente cuando no está energizado. Un parámetro crítico de montaje es la clasificación de Temperatura de Soldadura: el dispositivo puede soportar una temperatura máxima de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medida en un punto a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento del encapsulado. Esta es una clasificación estándar para procesos de soldadura por ola o de reflujo.

3. Información Mecánica y de Empaquetado

El dispositivo se suministra en un encapsulado estándar de siete segmentos y doble dígito. Las dimensiones proporcionadas definen la huella física, el espaciado de agujeros y la altura total, que son esenciales para el diseño de la PCB (Placa de Circuito Impreso) y la integración mecánica en un producto final. El dibujo especifica que todas las dimensiones están en milímetros, con tolerancias estándar de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario. El encapsulado incluye la cara gris con marcas de segmento blancas y los pines necesarios para la conexión eléctrica.

4. Conexión de Pines y Circuito Interno

El dispositivo tiene una configuración de 18 pines. La asignación de pines es la siguiente: Los pines 1-12 y 15 son cátodos para segmentos específicos (A, B, C, D, E, F, G, H, J, DP) para el Dígito 1 y el Dígito 2. El mapeo de segmentos (por ejemplo, qué pin controla el segmento 'A' del Dígito 2) está explícitamente definido. Los pines 13 y 14 son los Ánodos Comunes para el Dígito 2 y el Dígito 1, respectivamente. Los pines 16, 17 y 18 se listan como "Sin Conexión" (NC). El diagrama del circuito interno muestra que cada dígito tiene una configuración de ánodo común, donde el ánodo es compartido entre todos los siete segmentos (más el punto decimal) de ese dígito, y cada segmento tiene su propio pin de cátodo individual. Esta arquitectura es óptima para la multiplexación, donde los ánodos de cada dígito se encienden secuencialmente a alta frecuencia mientras los pines de cátodo correspondientes se excitan para iluminar los segmentos deseados.

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque las gráficas específicas no se detallan en el texto proporcionado, las curvas típicas para tal dispositivo incluirían varias relaciones clave. La curva de Corriente Directa vs. Tensión Directa (I-V) muestra la relación exponencial característica de un diodo; comprender esta curva es vital para seleccionar la resistencia en serie correcta o diseñar un driver de corriente constante. La curva de Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa típicamente muestra una relación casi lineal a corrientes más bajas, saturándose a corrientes más altas. La curva de Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente es crítica, ya que la salida del LED generalmente disminuye con el aumento de la temperatura de unión. Para un LED de color como este tipo rojo hiperintenso, la curva de Distribución Espectral mostraría la intensidad de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda, centrada alrededor de los 650 nm.

6. Sugerencias de Aplicación

6.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Esta pantalla es adecuada para una amplia gama de aplicaciones que requieren una indicación numérica clara y confiable. Los usos comunes incluyen paneles de instrumentación (por ejemplo, multímetros, contadores de frecuencia), electrodomésticos (microondas, hornos, lavadoras), lecturas de control industrial, equipos de prueba y medición, y terminales punto de venta. Su bajo requisito de corriente lo convierte en un candidato para dispositivos portátiles y operados por batería.

6.2 Consideraciones de Diseño y Circuitos de Excitación

Diseñar con esta pantalla requiere un circuito excitador capaz de sumiderar la corriente del segmento. Dado que es una pantalla de ánodo común, los ánodos (pines 13 y 14) deben conectarse a una fuente de tensión positiva (Vcc) a través de una resistencia limitadora de corriente o, más comúnmente, conmutados por un transistor o un pin de salida de un CI driver dedicado. Los pines de cátodo (1-12, 15) se conectan a las salidas de sumidero de corriente del driver (por ejemplo, un pin GPIO de un microcontrolador, un registro de desplazamiento o un driver LED dedicado).

Para controlar ambos dígitos, la multiplexación es el enfoque estándar. El circuito alternaría rápidamente entre encender el ánodo del Dígito 1 (mientras excita los cátodos para los segmentos deseados del Dígito 1) y luego encender el ánodo del Dígito 2 (mientras excita los cátodos para los segmentos deseados del Dígito 2). La persistencia de la visión del ojo humano fusiona estos destellos rápidos en una imagen estable de dos dígitos. La frecuencia de multiplexación debe ser lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible, típicamente por encima de 60 Hz. Al multiplexar, la corriente instantánea por segmento puede ser mayor que la clasificación en CC (usando la clasificación de corriente pico como guía) para lograr el mismo brillo promedio, pero se deben observar los límites térmicos y de ciclo de trabajo.

La limitación de corriente es obligatoria. Incluso con multiplexación, se requiere una resistencia en serie para cada cátodo de segmento o el uso de un driver de corriente constante para evitar que una corriente excesiva dañe los chips LED. El valor de la resistencia se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es la tensión directa del LED (use el valor máximo de 2.6V para un diseño conservador), Vcc es la tensión de alimentación e IF es la corriente directa deseada.

7. Comparativa Técnica y Características

Las características listadas destacan sus ventajas competitivas: Segmentos Continuos Uniformes aseguran una apariencia suave y sin espacios del número iluminado. Alto Brillo y Alto Contraste, facilitados por la tecnología AlInGaP y el acabado gris/blanco, aseguran la legibilidad en diversas condiciones de iluminación. Amplio Ángulo de Visión es un beneficio de la tecnología LED y el diseño del encapsulado. Fiabilidad de Estado Sólido se refiere a la robustez inherente de los LED en comparación con las pantallas mecánicas o basadas en filamentos. Bajo Requisito de Potencia es una característica clave para el diseño electrónico moderno. El hecho de que el dispositivo esté Categorizado por Intensidad Luminosa significa que las unidades se clasifican o prueban para cumplir con umbrales de brillo específicos, proporcionando consistencia en la producción.

8. Preguntas Frecuentes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Cuál es la diferencia entre "Longitud de Onda Pico" y "Longitud de Onda Dominante"?

R: La Longitud de Onda Pico es la única longitud de onda donde el espectro de emisión es más intenso. La Longitud de Onda Dominante es la única longitud de onda de la luz monocromática que coincidiría con el color percibido de la luz del LED. A menudo están cerca pero no son idénticas debido a la forma del espectro de emisión del LED.

P: ¿Puedo excitar esta pantalla directamente desde un pin de microcontrolador de 5V?

R: No, no directamente. Debes usar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada cátodo de segmento. Conectar un LED directamente a una fuente de tensión como un pin GPIO (configurado como salida) intentaría extraer una corriente excesiva, lo que podría dañar tanto el LED como el pin del microcontrolador.

P: ¿Por qué hay pines "Sin Conexión"?

R: El encapsulado de 18 pines es probablemente una huella estándar utilizada para varias configuraciones de pantalla. Para este modelo específico de doble dígito, solo 15 pines están eléctricamente activos. Los pines NC proporcionan estabilidad mecánica y se alinean con el zócalo estándar o el diseño de PCB.

P: ¿Cómo calculo el consumo de energía?

R: Para una pantalla estática no multiplexada: Potencia = (Número de segmentos iluminados) * (Corriente Directa por segmento) * (Tensión Directa por segmento). Para una pantalla multiplexada, la corriente promedio por segmento es IF * Ciclo de Trabajo. La potencia total es la suma para todos los segmentos iluminados en ambos dígitos, considerando sus respectivos ciclos de trabajo (por ejemplo, 50% para cada dígito en una multiplexación de dos dígitos).

9. Guías de Soldadura y Montaje

Cumplir con el perfil de soldadura especificado es crítico para prevenir daños térmicos a los chips LED internos, las conexiones de alambre y el encapsulado plástico. La temperatura máxima de soldadura de 260°C durante 3 segundos a 1.6mm por debajo del plano de asiento es un parámetro clave para la soldadura por reflujo. Los perfiles de reflujo estándar sin plomo (SAC) típicamente tienen una temperatura pico en este rango. Para soldadura manual, se debe usar un cautín con control de temperatura, y el tiempo de contacto con los pines debe minimizarse. Después de soldar, se debe permitir que el dispositivo se enfríe naturalmente. Evite someter la cara de la pantalla a estrés mecánico o solventes de limpieza que puedan dañar el plástico o las marcas.

10. Principio de Funcionamiento

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n semiconductor. El sistema de material AlInGaP se utiliza para crear la unión. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral de la unión (aproximadamente 2.1-2.6V), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa donde se recombinan. En los LED de AlInGaP, esta recombinación libera energía principalmente en forma de fotones (luz) en la parte roja a amarillo-naranja del espectro, dependiendo de la composición exacta de la aleación. El sustrato de GaAs no transparente ayuda a dirigir la salida de luz hacia arriba a través de la parte superior del chip, mejorando el brillo desde el lado de visualización. Cada segmento de la pantalla contiene uno o más de estos chips LED conectados en paralelo.