Hoja de Datos del Display LED LTC-5837JD - Altura de Dígito 0.52 Pulgadas - Rojo Hiperintenso 650nm - Voltaje Directo 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-5837JD es un módulo de display LED de alto rendimiento, de cuatro dígitos y siete segmentos. Su función principal es proporcionar información numérica y alfanumérica limitada, clara y brillante, en una amplia gama de equipos electrónicos. El dispositivo está construido utilizando tecnología de semiconductores avanzada AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para los chips LED, que están montados sobre un sustrato de GaAs no transparente. Esta construcción produce una pantalla con cara gris y segmentos blancos, ofreciendo un excelente contraste para su legibilidad. El display presenta una configuración de ánodo común, una elección de diseño estándar para simplificar los circuitos de excitación multiplexada en aplicaciones de múltiples dígitos.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

El display está diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas fiables y de alta visibilidad. Sus ventajas principales, como se enumeran en la hoja de datos, incluyen un diseño de segmento continuo y uniforme para una apariencia cohesiva, bajo consumo de energía para eficiencia, alto brillo y contraste para visibilidad en diversas condiciones de iluminación, y un amplio ángulo de visión. La fiabilidad de estado sólido de la tecnología LED garantiza una larga vida operativa. Estas características lo hacen adecuado para mercados objetivo que incluyen instrumentación industrial (por ejemplo, medidores de panel, controladores de procesos), equipos de prueba y medida, dispositivos médicos, cuadros de mandos automotrices (pantallas secundarias) y electrodomésticos donde una indicación numérica clara es crítica.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El parámetro fotométrico clave es la Intensidad Luminosa Media (Iv), especificada con un mínimo de 320 µcd, típico de 700 µcd, y sin máximo declarado, bajo una condición de prueba de corriente directa (IF) de 1mA. Esto indica una salida brillante adecuada para uso en interiores. La luz se caracteriza como Rojo Hiperintenso, con una Longitud de Onda de Emisión Pico (λp) de 650 nm (nanómetros) y una Longitud de Onda Dominante (λd) de 639 nm, ubicándola firmemente en la porción rojo profundo del espectro visible. El Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ) es de 20 nm, lo que describe la pureza espectral de la luz emitida. Se especifica una Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (IV-m) de 2:1, lo que significa que la intensidad del segmento más tenue no debe ser inferior a la mitad de la del segmento más brillante dentro de un dispositivo, asegurando uniformidad visual.

2.2 Parámetros Eléctricos

El parámetro eléctrico principal es el Voltaje Directo por Segmento (VF), que tiene un valor típico de 2.6V y un máximo de 2.6V a IF=1mA. Este es un valor crítico para diseñar el circuito limitador de corriente. Los Valores Absolutos Máximos definen los límites operativos: una Corriente Directa Continua por Segmento de 25 mA (con reducción por encima de 25°C), una Corriente Directa Pico de 90 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10), y un Voltaje Inverso máximo (VR) de 5V para prevenir daños. La Corriente Inversa (IR) es muy baja, con un máximo de 100 µA a VR=5V. La Disipación de Potencia total por segmento está limitada a 70 mW.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para un Rango de Temperatura de Operación de -35°C a +85°C y un Rango de Temperatura de Almacenamiento idéntico. Este amplio rango asegura funcionalidad en entornos hostiles. Un parámetro crítico de montaje es la Temperatura Máxima de Soldadura de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medida a 1.6mm por debajo del plano de asiento, lo que guía el proceso de soldadura por reflujo.

3. Explicación del Sistema de Binning

La hoja de datos indica que el dispositivo está "Categorizado por Intensidad Luminosa". Esto implica que las unidades se clasifican (binning) en función de su salida de luz medida a una corriente de prueba estándar. Aunque no se proporcionan códigos de bin específicos en este extracto, dicho sistema permite a los diseñadores seleccionar displays con niveles de brillo consistentes para su aplicación, evitando variaciones notables entre diferentes unidades en un producto.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a "Curvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas", que típicamente son representaciones gráficas de cómo cambian los parámetros bajo diferentes condiciones. Las curvas comunes para tal dispositivo incluirían:Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V): Muestra la relación no lineal, crucial para el diseño del driver.Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa: Muestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, hasta el valor máximo nominal.Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Muestra la disminución de la salida a medida que aumenta la temperatura, importante para la gestión térmica.Distribución Espectral: Un gráfico que traza la intensidad relativa frente a la longitud de onda, centrado alrededor de 650nm.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones y Contorno

El dibujo del paquete (referenciado pero no detallado en el texto) mostraría el contorno físico del módulo de display de 4 dígitos. Las dimensiones clave incluyen la longitud, anchura y altura totales, la altura del dígito de 0.52 pulgadas (13.2 mm), el espaciado entre dígitos y las dimensiones de los segmentos. Las tolerancias son generalmente de ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Pinout y Diagrama de Conexión

El dispositivo tiene 40 pines. La tabla de conexión de pines detalla meticulosamente la función de cada pin, mapeando los cátodos para los segmentos A-G y el punto decimal (D.P.) para cada uno de los cuatro dígitos (Dígito 1 a 4), así como el ánodo común para cada dígito. Por ejemplo, el Pin 1 es el cátodo para el segmento E del Dígito 1, mientras que el Pin 38 es el ánodo común para el Dígito 1. Este mapeo preciso es esencial para crear el diseño de PCB y el software de control correctos. El diagrama de circuito interno muestra que todos los segmentos dentro de un dígito comparten una conexión de ánodo común, que se saca a un solo pin por dígito.

5.3 Identificación de Polaridad

El dispositivo está claramente marcado como tipo Ánodo Común. La polaridad se identifica a través de la tabla de pinout. Aplicar un voltaje positivo al pin de ánodo común de un dígito mientras se deriva corriente a través de los pines de cátodo del segmento respectivo iluminará esos segmentos.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La directriz clave proporcionada es el límite de temperatura de soldadura: máximo 260°C durante 3 segundos, medido a 1.6mm por debajo del plano de asiento. Este es un perfil estándar para soldadura por reflujo sin plomo. Los diseñadores deben asegurarse de que el perfil de su horno de reflujo no exceda este límite para evitar dañar el paquete de plástico o las conexiones internas de alambre. Se deben observar las precauciones estándar ESD (Descarga Electroestática) durante el manejo. Las condiciones de almacenamiento están definidas por el rango de temperatura de almacenamiento.

7. Embalaje e Información de Pedido

El número de parte es LTC-5837JD. El sufijo "JD" puede indicar un binning específico u otras variantes. La hoja de datos no proporciona detalles sobre el embalaje en cinta y carrete, cantidades en bandeja o etiquetado. Para producción, esta información debería obtenerse del fabricante o distribuidor.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

La configuración de ánodo común es ideal para la excitación multiplexada. Un circuito típico implica usar un microcontrolador o un CI driver de display dedicado. El microcontrolador habilitaría secuencialmente (poniendo a nivel alto lógico o conectando a Vcc a través de un transistor) el ánodo común de un dígito a la vez, mientras genera el patrón para los segmentos (cátodos) de ese dígito, a menudo a través de resistencias limitadoras de corriente o un driver de sumidero de corriente constante. Esta multiplexación ocurre más rápido de lo que el ojo humano puede percibir, creando la ilusión de que todos los dígitos están encendidos simultáneamente, mientras reduce significativamente el número de pines de E/S del microcontrolador requeridos.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente: Esencial para evitar exceder la corriente directa continua máxima (25mA por segmento). Las resistencias o drivers de corriente constante deben calcularse en función del voltaje de alimentación y el voltaje directo del LED (VF).Frecuencia de Multiplexación: Debe ser lo suficientemente alta para evitar parpadeo visible, típicamente por encima de 60-100 Hz.Corriente Pico: En un diseño multiplexado, la corriente instantánea durante el corto tiempo de ENCENDIDO puede ser mayor que la corriente continua promedio. Asegúrese de que la corriente pico no exceda la especificación de 90mA.Ángulo de Visión: El amplio ángulo de visión permite flexibilidad en la posición de montaje relativa al usuario.Contraste: El diseño de cara gris/segmento blanco proporciona buen contraste; evite montarlo detrás de ventanas muy tintadas que atenuarían la luz roja.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador principal del LTC-5837JD es su uso de la tecnología LED Rojo Hiperintenso AlInGaP. En comparación con tecnologías más antiguas como los LED rojos estándar 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 entrada, o el mismo brillo con menor potencia. También suele proporcionar una mejor estabilidad de longitud de onda con la temperatura y a lo largo de la vida útil. La altura de dígito de 0.52 pulgadas es un tamaño estándar, pero la combinación de alto brillo, contraste y la estética específica gris/blanco puede diferenciarlo de otros displays de su clase.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de la designación "Rojo Hiperintenso"?

R: Indica que el LED emite luz a una longitud de onda más larga (~650nm) en comparación con los LED rojos estándar (~630nm). Este rojo más profundo puede parecer más vibrante y puede tener un mejor rendimiento en ciertos sistemas de filtros ópticos.

P: ¿Puedo excitar este display con un microcontrolador de 5V sin drivers externos?

R: Posiblemente, pero con precaución. El VF típico es 2.6V. Con una fuente de 5V, una resistencia limitadora de corriente es obligatoria. El valor de la resistencia R = (Vcc - VF) / IF. Para IF=10mA, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ohmios. También debe asegurarse de que los pines de E/S del microcontrolador puedan derivar la corriente acumulada del segmento cuando se encienden múltiples segmentos en un dígito durante la multiplexación.

P: ¿Qué significa "Ánodo Común" para mi diseño de circuito?

R: Significa que todos los ánodos (lados positivos) de los LED para un dígito están conectados entre sí. Para encender un segmento, aplica un voltaje positivo al pin de ánodo común de ese dígito y conecta el pin del cátodo del segmento deseado a tierra (a través de un limitador de corriente). Esto es lo opuesto a un display de cátodo común.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de una Lectura de Voltímetro de 4 Dígitos.Un diseñador está construyendo una fuente de alimentación de banco y necesita una pantalla de voltaje clara. Selecciona el LTC-5837JD por su brillo y tamaño. El microcontrolador (por ejemplo, un ARM Cortex-M o PIC) tiene E/S limitadas. Usando el esquema de multiplexación, solo necesitan 4 pines para los ánodos de los dígitos (controlados a través de transistores NPN o MOSFETs) y 8 pines para los cátodos de los segmentos (7 segmentos + punto decimal). El firmware escanea rápidamente los dígitos 1-4. El convertidor analógico-digital lee el voltaje, lo convierte a formato BCD, y el firmware busca los patrones de segmento correspondientes en una tabla, generándolos sincrónicamente con la habilitación del ánodo. Las resistencias limitadoras de corriente se colocan en las líneas del cátodo. La cara gris proporciona un aspecto profesional contra el panel del instrumento.

12. Introducción al Principio

Un display de siete segmentos es un conjunto de diodos emisores de luz (LED) dispuestos en un patrón de figura ocho. Cada uno de los siete segmentos (etiquetados de la A a la G) es un LED individual. Iluminando combinaciones específicas de estos segmentos, se pueden formar todos los dígitos decimales (0-9) y algunas letras. En un display de múltiples dígitos como este, cada dígito es un conjunto separado de segmentos, pero los segmentos correspondientes (por ejemplo, todos los segmentos 'A') suelen ser eléctricamente independientes para permitir el control multiplexado, lo que reduce el número total de pines de conexión requeridos.

13. Tendencias de Desarrollo

La tendencia en los displays LED de siete segmentos continúa hacia una mayor eficiencia, permitiendo displays más brillantes con menor consumo de energía, lo que es crítico para dispositivos alimentados por batería. La integración es otra tendencia, con circuitos de control del display, a veces incluso incluyendo un microcontrolador, incorporados en el propio módulo de display, simplificando el diseño del sistema. También hay un movimiento hacia gamas de colores más amplias y el uso de materiales avanzados como AlInGaP e InGaN (para azul/verde) para mejorar el rendimiento y la fiabilidad. Sin embargo, para muchas aplicaciones industriales y de instrumentación, el diseño clásico de agujero pasante con rojo de alto brillo sigue siendo popular debido a su fiabilidad probada, excelente contraste y facilidad de diseño.