Hoja de Datos del Display LED LTD-2601JG-J - Altura de Dígito 0.28 Pulgadas - Verde AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Disipación de Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTD-2601JG-J es un módulo de visualización alfanumérica de siete segmentos y dos dígitos, diseñado para mostrar números con claridad en diversas aplicaciones electrónicas. Cuenta con una altura de dígito de 0.28 pulgadas (7.0 mm), ofreciendo un equilibrio entre tamaño compacto y buena visibilidad. El dispositivo utiliza tecnología de semiconductor AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para sus segmentos emisores de luz verde, proporcionando alto brillo y eficiencia. El display tiene una cara gris con segmentos blancos, mejorando el contraste y la legibilidad. Sus principales ventajas incluyen bajo consumo de energía, excelente apariencia de los caracteres con segmentos uniformes y continuos, alto brillo, amplios ángulos de visión y fiabilidad de estado sólido. Se clasifica por intensidad luminosa y viene en un paquete sin plomo conforme a las directivas RoHS.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Eléctricas y Ópticas

El rendimiento del dispositivo se especifica a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. Los parámetros clave incluyen:

• Intensidad Luminosa Promedio por Segmento:Varía desde un mínimo de 200 ucd hasta un máximo de 3400 ucd, con un valor típico de 540 ucd, medido a una corriente directa (IF) de 1 mA.
• Intensidad Luminosa Promedio por Punto Decimal (DP):Mínimo de 50 ucd a IF=1mA.
• Longitud de Onda de Emisión Pico (λp):571 nm a IF=20mA.
• Longitud de Onda Dominante (λd):572 nm a IF=20mA.
• Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):15 nm a IF=20mA.
• Tensión Directa por Segmento (VF):Típicamente 2.6V, con un máximo de 2.6V a IF=20mA.
• Corriente Inversa por Segmento (IR):Máximo de 100 µA a una tensión inversa (VR) de 5V. Nótese que esta es una condición de prueba y el dispositivo no está diseñado para operación en polarización inversa continua.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa:Máximo 2:1 para áreas de luz similares a IF=1mA.
• Delta de Coincidencia de Longitud de Onda Dominante (Δλd):Máximo 4 nm para áreas de luz similares a IF=20mA.
• Diafonía (Crosstalk):Especificado como ≤ 2.5%.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Tensiones más allá de estos límites pueden causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW
• Corriente Directa Pico por Segmento:60 mA (Ciclo de Trabajo 1/10, Ancho de Pulso 0.1ms)
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA (Derating lineal desde 25°C a 0.28 mA/°C)
• Rango de Temperatura de Operación:-35°C a +105°C
• Rango de Temperatura de Almacenamiento:-35°C a +105°C
• Temperatura de Soldadura:260°C durante 5 segundos, medida a 1/16 de pulgada (≈1.6mm) por debajo del plano de asiento.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El dispositivo emplea un sistema de clasificación (binning) para categorizar las unidades según su intensidad luminosa medida a 1 mA. Esto garantiza consistencia en el brillo para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme. Los bins se definen de la siguiente manera, con una tolerancia de intensidad luminosa de ±15% dentro de cada bin:

• Bin E:201 - 320 ucd
• Bin F:321 - 500 ucd
• Bin G:501 - 800 ucd
• Bin H:801 - 1300 ucd
• Bin J:1301 - 2100 ucd
• Bin K:2101 - 3400 ucd

El código de bin específico para una unidad está marcado en el embalaje del dispositivo. También se realiza una coincidencia para la longitud de onda dominante dentro de un delta de 4 nm para segmentos en áreas de luz similares.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas típicas de características eléctricas y ópticas. Aunque los gráficos específicos no se detallan en el texto proporcionado, dichas curvas suelen ilustrar la relación entre la corriente directa (IF) y la tensión directa (VF), la dependencia de la intensidad luminosa con la corriente directa, y la variación de estos parámetros con la temperatura ambiente. Analizar estas curvas es crucial para el diseño del circuito, a fin de garantizar una limitación de corriente adecuada, predecir el brillo bajo diferentes condiciones de excitación y comprender los efectos térmicos en el rendimiento. Los diseñadores deben esperar que la tensión directa tenga un coeficiente de temperatura negativo, y que la intensidad luminosa disminuya al aumentar la temperatura.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El display tiene una huella estándar de siete segmentos y dos dígitos. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros.
• La tolerancia 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 especifican límites de defectos para material extraño en los segmentos (≤10 mil), contaminación por tinta (≤20 mil), curvatura del reflector (≤1/100 de su longitud) y burbujas en los segmentos (≤10 mil).
• Se recomienda un diámetro de orificio en PCB de Ø1.4mm para el montaje.

5.2 Conexión de Pines y Polaridad

El dispositivo utiliza una configuración de ánodo común. El diagrama del circuito interno muestra dos ánodos comunes (uno para cada dígito) y cátodos individuales para cada segmento (A-G y DP). La asignación de pines es la siguiente:

• Pin 1: Cátodo E
• Pin 2: Cátodo D
• Pin 3: Cátodo C
• Pin 4: Cátodo G
• Pin 5: Cátodo DP (Punto Decimal)
• Pin 6: Ánodo Común (Dígito 2)
• Pin 7: Cátodo A
• Pin 8: Cátodo B
• Pin 9: Ánodo Común (Dígito 1)
• Pin 10: Cátodo F

La identificación correcta de los pines de ánodo común es esencial para multiplexar los dos dígitos.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura

Soldadura Automática:La condición recomendada es 260°C durante 5 segundos, medida a 1/16 de pulgada (≈1.6mm) por debajo del plano de asiento. La temperatura de la unidad durante el montaje no debe exceder la calificación de temperatura máxima.
Soldadura Manual:La condición recomendada es 350°C ±30°C durante un máximo de 5 segundos, medida a 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento.

6.2 Precauciones y Notas de Aplicación

El display está destinado a equipos electrónicos ordinarios en aplicaciones de oficina, comunicaciones y domésticas. Para aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional donde un fallo podría poner en peligro vidas o la salud (por ejemplo, aviación, sistemas médicos), la consulta previa al uso es obligatoria. Los diseñadores deben adherirse estrictamente a los límites absolutos máximos. Se debe tener cuidado durante el manejo para evitar descargas electrostáticas (ESD), aunque en este extracto no se proporcionan clasificaciones específicas de ESD. El almacenamiento debe realizarse dentro del rango de temperatura especificado de -35°C a +105°C en un ambiente seco.

7. Información de Embalaje y Pedido

La especificación de embalaje estándar es la siguiente:

• Unidades por Tubo: 33
• Tubos por Caja Interna: 90
• Unidades por Caja Interna: 2,970
• Tubos por Caja Externa: 360
• Unidades por Caja Externa: 11,880

El marcado del módulo en el dispositivo incluye el Número de Parte (LTD-2601JG-J), un Código de Fecha (formato YYWW), el País de Fabricación y el Código de Bin (Z).

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es adecuado para cualquier dispositivo que requiera una visualización numérica compacta, brillante y de dos dígitos. Las aplicaciones comunes incluyen paneles de instrumentos, electrónica de consumo (relojes, temporizadores, básculas), controles industriales, equipos de prueba y medición, y displays de electrodomésticos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Son obligatorios resistores limitadores de corriente externos para cada segmento o ánodo común para evitar exceder la corriente directa continua máxima (25 mA por segmento). El valor debe calcularse en función de la tensión de alimentación y la caída de tensión directa del LED.
• Multiplexación:Para controlar dos dígitos de forma independiente con solo 10 pines, se utiliza una técnica de multiplexación. Los ánodos comunes (pines 6 y 9) se excitan secuencialmente a alta frecuencia, mientras que los cátodos de los segmentos apropiados se activan de forma sincronizada. Esto reduce el número de pines de E/S del microcontrolador requeridos.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión es beneficioso para aplicaciones donde el display puede verse desde posiciones fuera del eje.
• Control de Brillo:El brillo se puede ajustar variando la corriente directa (dentro de los límites) o utilizando modulación por ancho de pulso (PWM) en las señales de excitación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Los diferenciadores clave del LTD-2601JG-J son el uso de tecnología AlInGaP para la emisión verde y su sistema de clasificación específico para intensidad luminosa. En comparación con tecnologías más antiguas como GaP, AlInGaP ofrece mayor brillo y eficiencia. El sistema de clasificación explícito proporciona a los diseñadores niveles de brillo predecibles, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren consistencia visual entre múltiples unidades o productos. La altura de dígito de 0.28 pulgadas lo posiciona en una categoría de tamaño común, ofreciendo un buen compromiso entre legibilidad y espacio en la placa.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito del código de bin?
R: El código de bin (marcado como 'Z' en el dispositivo) indica el rango de intensidad luminosa de esa unidad específica. Esto permite a los diseñadores seleccionar piezas con brillo consistente para su aplicación o adquirir un nivel de brillo específico si se requiere.

P: ¿Puedo excitar este display sin resistores limitadores de corriente?
R: No. Excitar un LED directamente desde una fuente de tensión hará que fluya una corriente excesiva, pudiendo exceder el límite absoluto máximo y destruir el segmento. Siempre use resistencias en serie.

P: ¿Cómo controlo los dos dígitos de forma independiente?
R: Debes usar multiplexación. Enciende brevemente el ánodo común del Dígito 1 mientras configuras los cátodos para los segmentos deseados del Dígito 1. Luego apaga el ánodo del Dígito 1, enciende el ánodo del Dígito 2 y configura los cátodos para los segmentos del Dígito 2. Repite este ciclo rápidamente (por ejemplo, >60 Hz) para crear la ilusión de que ambos dígitos están encendidos continuamente.

P: ¿Qué significa "ánodo común"?
R: Significa que los ánodos (lados positivos) de todos los LED en un dígito están conectados juntos a un pin. Para encender un segmento, aplicas una tensión positiva a su pin de ánodo común y conectas el cátodo (lado negativo) de ese segmento específico a tierra (o a un nivel lógico bajo).

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Contador Simple de Dos Dígitos.
Se puede usar un microcontrolador para implementar un contador de 00 a 99. Se necesitan diez pines de E/S: dos para excitar los ánodos comunes (preferiblemente a través de transistores para mayor corriente) y ocho para excitar los cátodos de los segmentos (A-G y DP). El firmware mantendrá el valor del contador, convertirá cada dígito a un patrón de 7 segmentos y ejecutará la rutina de multiplexación. El valor de la resistencia limitadora de corriente (R) para cada segmento se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, donde Vcc es la tensión de alimentación (por ejemplo, 5V), Vf es la tensión directa del LED (~2.6V) e If es la corriente directa deseada (por ejemplo, 10 mA). Esto da R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Una resistencia de 220 Ω o 270 Ω serían valores estándar adecuados.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

El dispositivo se basa en la tecnología del Diodo Emisor de Luz (LED). Un LED es un diodo semiconductor de unión p-n que emite luz cuando se polariza eléctricamente en la dirección directa. Los electrones se recombinan con huecos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. El color de la luz (longitud de onda) está determinado por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. El LTD-2601JG-J utiliza AlInGaP, un sistema de material muy adecuado para producir luz roja, naranja, ámbar y verde de alta eficiencia. El diseño de siete segmentos utiliza múltiples chips LED individuales dispuestos en un patrón estándar (segmentos A a G y un punto decimal DP) para formar caracteres numéricos. La configuración de ánodo común es un diseño de circuito común que simplifica la multiplexación para displays de múltiples dígitos.

13. Tendencias de Desarrollo

Si bien los displays LED discretos de siete segmentos siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas, las tendencias más amplias en la tecnología de visualización incluyen un cambio hacia displays de matriz de puntos integrados (que ofrecen capacidad alfanumérica y gráfica), displays de LED orgánicos (OLED) por su delgadez y contraste, y la integración de circuitos de excitación y, a veces, microcontroladores directamente en el módulo de visualización (displays "inteligentes"). Sin embargo, para visualizaciones numéricas simples, de bajo costo, alto brillo y alta fiabilidad, los displays LED de siete segmentos como el LTD-2601JG-J continúan siendo una solución robusta y efectiva, particularmente en contextos industriales, automotrices y de electrodomésticos donde la longevidad y la visibilidad bajo diversas condiciones de iluminación son primordiales.