Hoja de Datos del Display LED LTP-1057AHR - Altura de Matriz 1.24 Pulgadas (31.5mm) - Matriz de Puntos 5x7 - Color Naranja Rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTP-1057AHR es un módulo de visualización alfanumérica de un solo dígito, diseñado para aplicaciones que requieren una salida de caracteres clara y legible. Su función principal es representar visualmente datos, típicamente caracteres codificados en ASCII o EBCDIC, a través de una matriz de diodos emisores de luz (LEDs) direccionables individualmente.

1.1 Características y Ventajas Principales

El dispositivo ofrece varias ventajas clave para su integración en sistemas electrónicos:

• Tamaño de Carácter Grande:Cuenta con una altura de matriz de 1.24 pulgadas (31.5 mm), lo que garantiza una excelente visibilidad a distancia y en diversas condiciones de iluminación.
• Bajo Consumo de Energía:Diseñado para un funcionamiento eficiente, lo que lo hace adecuado para aplicaciones alimentadas por batería o conscientes del consumo energético.
• Excelente Legibilidad:Proporciona una pantalla de un solo plano con un amplio ángulo de visión, con una cara roja y puntos rojos para un alto contraste.
• Alta Fiabilidad:Como dispositivo de estado sólido, ofrece una larga vida operativa y robustez frente a golpes y vibraciones en comparación con las pantallas mecánicas.
• Interfaz Estándar:La matriz 5x7 con arquitectura de selección X-Y (fila-columna) es compatible con las interfaces comunes de microcontroladores y circuitos integrados controladores (driver ICs).
• Flexibilidad de Diseño:Los módulos son apilables horizontalmente, permitiendo la creación de pantallas de múltiples dígitos.
• Garantía de Calidad:Los dispositivos son categorizados (binned) por intensidad luminosa, asegurando la consistencia en el brillo entre múltiples unidades en un ensamblaje.
• Cumplimiento Ambiental:El encapsulado está libre de plomo, cumpliendo con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas).

1.2 Aplicaciones Objetivo y Mercado

Esta pantalla está destinada a su uso en equipos electrónicos ordinarios de diversos sectores. Las áreas de aplicación típicas incluyen, entre otras:

• Equipos de Oficina:Paneles de instrumentos, indicadores de estado en impresoras, copiadoras o máquinas de fax.
• Equipos de Comunicación:Indicadores de canal, indicadores de intensidad de señal o lecturas de estado.
• Controles Industriales:Visualización de parámetros de proceso, estado de máquinas o lecturas de temporizadores.
• Equipos de Prueba y Medición:Lecturas digitales para multímetros, contadores de frecuencia o fuentes de alimentación.
• Electrónica de Consumo:Pantallas para equipos de audio, electrodomésticos o proyectos de aficionados.

Es crucial tener en cuenta que esta pantalla no está diseñada para aplicaciones en las que una falla podría poner en peligro directamente la vida o la salud (por ejemplo, aviación, soporte vital médico, controles de transporte críticos) sin consulta previa y calificación específica.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación Objetiva

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de los parámetros de rendimiento eléctrico y óptico del dispositivo.

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estos son los límites de estrés que no deben superarse bajo ninguna condición, ni siquiera momentáneamente. Operar más allá de estos límites puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia por Segmento:75 mW. Esto limita el efecto combinado de la corriente directa (I_F) y el voltaje directo (V_F).
• Corriente Directa Pico por Segmento:60 mA, pero solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). Esto es para esquemas de multiplexación.
• Corriente Directa Continua por Segmento:25 mA a 25°C. Esta clasificación se reduce linealmente en 0.33 mA/°C a medida que la temperatura ambiente (T_a) aumenta por encima de 25°C. Por ejemplo, a 65°C, la corriente continua máxima sería aproximadamente: 25 mA - [ (65°C - 25°C) * 0.33 mA/°C ] = 25 mA - 13.2 mA = 11.8 mA.
• Rangos de Temperatura:Las temperaturas de operación y almacenamiento están especificadas desde -35°C hasta +85°C.
• Temperatura de Soldadura:Un máximo de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento del dispositivo. Esto es crítico para los procesos de soldadura por ola o reflujo.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos son los parámetros de rendimiento típicos medidos bajo condiciones de prueba especificadas a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C.

• Intensidad Luminosa Promedio (I_V):Varía desde 1780 µcd (mínimo) hasta 4000 µcd (típico) cuando se maneja con una corriente pulsada (I_p) de 80 mA y un ciclo de trabajo de 1/16. Esta alta corriente pulsada permite una percepción brillante en aplicaciones multiplexadas.
• Características de Longitud de Onda:
  • Longitud de Onda de Emisión Pico (λ_p):630 nm (espectro naranja rojo). Medido a I_F=20mA.
  • Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ):40 nm. Esto indica la dispersión de la longitud de onda de la luz emitida.
  • Longitud de Onda Dominante (λ_d):621 nm. Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que coincide con el color de la luz emitida.
• Voltaje Directo por Segmento (V_F):Varía desde 2.0 V (mínimo) hasta 2.6 V (típico) a I_F=20mA. El diseño del circuito debe tener en cuenta este rango para garantizar un manejo de corriente consistente.
• Corriente Inversa por Segmento (I_R):Máximo de 100 µA cuando se aplica un voltaje inverso (V_R) de 5V. La hoja de datos advierte explícitamente que esta condición de voltaje inverso es solo para fines de prueba y que el dispositivo no debe operarse continuamente bajo polarización inversa.
• Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa (I_V-m):Máximo de 2:1 entre segmentos cuando se manejan a I_F=10mA. Esto especifica la variación de brillo máxima permitida entre diferentes segmentos (puntos) dentro de la misma unidad de visualización.

Nota Importante sobre la Medición de Intensidad Luminosa:La intensidad se mide utilizando una combinación de sensor y filtro que se aproxima a la curva de respuesta del ojo fotópico CIE, asegurando que el valor se correlacione con la percepción humana del brillo.

3. Explicación del Sistema de Categorización (Binning)

La hoja de datos indica que los dispositivos son \"categorizados por intensidad luminosa.\" Esto se refiere a un proceso de clasificación o selección (binning).

• Categorización por Intensidad Luminosa:Después de la fabricación, los LEDs se prueban y clasifican en diferentes grupos (bins) según su intensidad luminosa medida a una corriente de prueba estándar. Esto asegura que cuando un diseñador selecciona componentes del mismo código de bin, las pantallas tendrán niveles de brillo muy similares. Esto es crítico al ensamblar múltiples pantallas una al lado de la otra para evitar diferencias notables de brillo (\"puntos calientes\" o \"puntos tenues\"). La hoja de datos recomienda usar pantallas del mismo bin para aplicaciones de múltiples unidades.
• Categorización por Longitud de Onda/Color:Aunque no se detalla explícitamente en el extracto proporcionado, es una práctica común entre los fabricantes de LED también clasificar los dispositivos según la longitud de onda dominante (λ_d) o las coordenadas de cromaticidad para garantizar la consistencia del color. La λ_d especificada de 621 nm es probablemente un valor objetivo central para este producto.

4. Análisis de las Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a \"Curvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas.\" Estas representaciones gráficas son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar. Aunque las curvas específicas no se proporcionan en el texto, típicamente incluyen:

• Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V):Muestra la relación no lineal entre corriente y voltaje. La curva demostrará el voltaje de encendido y cómo V_F aumenta con I_F. Esto es vital para diseñar circuitos limitadores de corriente.
• Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-L):Ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente de manejo. Generalmente es lineal en un rango, pero se satura a corrientes muy altas. Esto ayuda a optimizar la corriente de manejo para el brillo deseado versus la eficiencia y la vida útil.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Muestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión del LED. Esta curva de reducción de potencia es crucial para aplicaciones que operan a altas temperaturas ambientales.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que muestra el pico en ~630 nm y el ancho medio de 40 nm.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El dispositivo tiene un contorno físico definido. Todas las dimensiones están en milímetros, con tolerancias estándar de ±0.25 mm (0.01 pulgada) a menos que se especifique lo contrario. El dibujo dimensional exacto se referencia en la hoja de datos.

5.2 Conexión de Pines y Circuito Interno

La pantalla tiene una configuración de 14 pines, siendo los pines 11 y 12 \"Sin Pin\" (NC). El diagrama del circuito interno muestra una arquitectura de cátodo común para las filas y ánodos individuales para las columnas, formando la matriz 5x7. El pinout es el siguiente:

• Pin 1: Cátodo Fila 5
• Pin 2: Cátodo Fila 7
• Pin 3: Ánodo Columna 2
• Pin 4: Ánodo Columna 3
• Pin 5: Cátodo Fila 4
• Pin 6: Ánodo Columna 5
• Pin 7: Cátodo Fila 6
• Pin 8: Cátodo Fila 3
• Pin 9: Cátodo Fila 1
• Pin 10: Ánodo Columna 4
• Pin 11: Sin Conexión
• Pin 12: Sin Conexión
• Pin 13: Ánodo Columna 1
• Pin 14: Cátodo Fila 2

Esta disposición de pines debe seguirse cuidadosamente para el funcionamiento correcto de la pantalla. El diseño de cátodo común significa que para iluminar un punto específico, su ánodo de columna correspondiente debe ser activado a nivel alto (con limitación de corriente), mientras que su cátodo de fila debe ser llevado a nivel bajo.

6. Guías de Soldadura, Ensamblaje y Almacenamiento

6.1 Proceso de Soldadura

La clasificación absoluta máxima especifica un perfil de temperatura de soldadura: máximo 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido en un punto 1.6mm por debajo del cuerpo del encapsulado. Esta es una clasificación estándar para componentes de orificio pasante para soldadura por ola. Para la soldadura por reflujo de variantes SMD (referenciadas en almacenamiento), se requeriría un perfil específico que cumpla con el Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) del encapsulado.

6.2 Condiciones de Almacenamiento

El almacenamiento adecuado es esencial para prevenir la oxidación de los pines y garantizar la soldabilidad.

• Para Displays de Orificio Pasante (LTP-1057AHR):Almacenar en el embalaje original a 5°C a 30°C y por debajo del 60% de Humedad Relativa (HR). Se desaconseja el almacenamiento a largo plazo.
• Para Displays LED SMD (Referenciados):
  • En Bolsa Sellada:5°C a 30°C, por debajo del 60% HR.
  • Después de Abrir la Bolsa:5°C a 30°C, por debajo del 60% HR, durante un máximo de 168 horas (7 días) si el MSL es Nivel 3. Después de este período, se recomienda un secado a 60°C durante 24 horas antes de soldar para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por \"efecto palomita de maíz\" durante el reflujo.
• Recomendación General:Consumir el inventario rápidamente y evitar grandes acumulaciones a largo plazo.

7. Recomendaciones y Precauciones de Diseño de Aplicación

La hoja de datos proporciona orientación crítica para un diseño de circuito y uso confiable.

• Método de Manejo:Se recomienda encarecidamente el manejo por corriente constante sobre el de voltaje constante para garantizar una intensidad luminosa y longevidad consistentes, ya que el voltaje directo del LED tiene una tolerancia y varía con la temperatura.
• Protección del Circuito:El circuito de manejo debe proteger contra voltajes inversos y picos de voltaje transitorios durante las secuencias de encendido/apagado, ya que la polarización inversa puede causar migración de metales y fallos.
• Limitación de Corriente:La corriente de operación segura debe elegirse considerando la temperatura ambiente máxima, aplicando el factor de reducción de potencia de las Clasificaciones Absolutas Máximas.
• Gestión Térmica:Evitar temperaturas de operación superiores a las recomendadas, ya que esto acelera la degradación de la salida de luz (depreciación de lúmenes) y puede conducir a un fallo prematuro.
• Consideraciones Ambientales:Evitar cambios rápidos de temperatura en ambientes de alta humedad para prevenir la condensación en la pantalla.
• Manejo Mecánico:No aplicar fuerza anormal al cuerpo de la pantalla durante el ensamblaje. Si se utiliza una película de cubierta frontal, asegurarse de que no presione fuertemente contra la superficie de la pantalla, ya que el adhesivo puede hacer que la película se desplace.
• Consistencia en Pantallas Múltiples:Para aplicaciones que utilizan dos o más pantallas, seleccionar unidades del mismo bin de intensidad luminosa para evitar brillo desigual (desigualdad de tono).

8. Principio de Funcionamiento

El LTP-1057AHR es una pantalla LED de matriz de puntos. Consiste en 35 elementos LED individuales (5 columnas x 7 filas) dispuestos en una cuadrícula rectangular. Cada LED (punto) es una unión p-n semiconductor que emite luz naranja roja cuando está polarizado en directa, un fenómeno llamado electroluminiscencia. El color específico está determinado por la energía de la banda prohibida del material semiconductor utilizado (GaAsP/GaP o AlInGaP/GaAs como se indica). La pantalla está multiplexada: activando secuencialmente (sirviendo como sumidero de corriente a tierra) un cátodo de fila a la vez mientras se aplica corriente directa a los ánodos de columna apropiados para esa fila, se puede mostrar un carácter completo. Este escaneo ocurre más rápido de lo que el ojo humano puede percibir, creando una imagen estable mientras reduce significativamente el número de pines de control necesarios en comparación con manejar individualmente cada uno de los 35 LEDs.

9. Preguntas y Respuestas Comunes de Diseño

P: ¿Cuál es el propósito de la clasificación de ciclo de trabajo 1/16 para la intensidad luminosa?

R: La pantalla está diseñada para operación multiplexada. La corriente pulsada de 80mA a un ciclo de trabajo bajo (por ejemplo, 1/16) proporciona un brillo instantáneo alto. Cuando se promedia en el tiempo y se combina con la persistencia de la visión, esto crea la percepción de una pantalla brillante y estable, manteniendo la potencia promedio y la disipación de calor por LED dentro de límites seguros.

P: ¿Por qué la polarización inversa es tan peligrosa para esta pantalla LED?

R: Aplicar un voltaje inverso más allá del máximo muy bajo (implícito en la prueba I_R a 5V) puede causar la ruptura de la unión semiconductor. Más insidiosamente, incluso voltajes inversos más bajos con el tiempo pueden causar electromigración de átomos de metal dentro del chip, lo que lleva a un aumento de la corriente de fuga o un cortocircuito directo, dañando permanentemente el segmento.

P: ¿Cómo calculo la resistencia limitadora de corriente requerida para un segmento?

R: Utilice el peor caso del voltaje directo (V_F máx = 2.6V) de la hoja de datos. Para una fuente de voltaje constante (V_alimentación), el valor de la resistencia R = (V_alimentación - V_F) / I_F. Elija I_F basándose en el brillo deseado, asegurándose de que esté por debajo del límite de corriente continua reducido para su temperatura de operación. Por ejemplo, con una fuente de 5V, V_F=2.6V e I_F=15mA: R = (5 - 2.6) / 0.015 = 160 Ohmios. Un circuito controlador de corriente constante es una solución más robusta.

P: ¿Puedo usar esta pantalla en exteriores?

R: El rango de temperatura de operación (-35°C a +85°C) permite muchas condiciones exteriores. Sin embargo, el dispositivo no es inherentemente resistente al agua o sellado contra polvo y humedad. Para uso en exteriores, debe estar alojado en un gabinete con la clasificación adecuada que lo proteja de los elementos, gestione la condensación y posiblemente incluya un parasol para mantener el contraste a la luz solar directa.