Hoja de Datos del Display de 7 Segmentos ELD-426UYOWB/S530-A3 - Altura de Dígito 10.16mm - Naranja 605nm - Máx. 2.4V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El ELD-426UYOWB/S530-A3 es un display alfanumérico de siete segmentos montado en agujero pasante, diseñado para lecturas digitales claras. Cuenta con un tamaño industrial estándar y una altura de dígito de 10.16 mm (0.4 pulgadas), lo que lo hace idóneo para aplicaciones donde se necesita presentar información numérica de tamaño medio o alfanumérica limitada. El dispositivo está construido con segmentos emisores de luz blanca sobre una superficie de fondo negro, lo que proporciona un alto contraste y una excelente legibilidad incluso en condiciones ambientales de mucha luz. Esta elección de diseño minimiza los reflejos y mejora la capacidad del usuario para discernir los caracteres iluminados.

La tecnología central utiliza material semiconductor de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) para los chips emisores de luz. Este material es eficiente para producir luz en el espectro naranja-rojo. La luz naranja emitida, con una longitud de onda dominante de 605 nm, ofrece una buena visibilidad y se elige a menudo para paneles indicadores e instrumentación. La resina utilizada para el encapsulado es de tipo difusora blanca, lo que ayuda a dispersar uniformemente la luz de los segmentos LED individuales, creando una apariencia uniforme y consistente en todas las partes del carácter.

1.1 Características y Ventajas Clave

El display ofrece varias ventajas clave para diseñadores y fabricantes. Su característica principal es el bajo consumo de energía, lo cual es crítico para dispositivos alimentados por batería o sistemas donde la eficiencia energética es prioritaria. Los componentes están categorizados ("binned") por intensidad luminosa. Esto significa que los displays se clasifican y etiquetan según su salida de luz medida, permitiendo una consistencia en el brillo entre múltiples unidades en un solo producto, lo cual es esencial para displays multidígito o paneles que utilizan varios de estos componentes.

El dispositivo cumple con las directivas libres de plomo (Pb-free) y RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que lo hace adecuado para su uso en productos vendidos en mercados con estrictas regulaciones ambientales. Su diseño de agujero pasante proporciona conexiones mecánicas robustas, haciéndolo fiable para aplicaciones sujetas a vibraciones o estrés físico. Su huella estándar industrial garantiza que sea compatible con diseños de PCB comunes y equipos de inserción automatizada.

1.2 Aplicaciones Objetivo y Mercado

Este display de siete segmentos está dirigido a una amplia gama de aplicaciones electrónicas que requieren una interfaz numérica fiable y clara. Sus principales dominios de aplicación incluyen electrodomésticos, como hornos, microondas, lavadoras y aires acondicionados, donde puede mostrar configuraciones, temporizadores o códigos de estado. Es igualmente adecuado para paneles de instrumentos en equipos industriales, cuadros de mando automotrices (para displays secundarios) y dispositivos de prueba y medición.

Otra aplicación significativa es en displays de lectura digital para básculas, contadores, temporizadores y paneles de control simples. El color naranja a menudo se prefiere en entornos donde el display necesita ser fácilmente distinguible o donde sirve como indicador de advertencia o estado. La robustez y el tamaño estándar lo convierten en una opción versátil tanto para productos electrónicos de consumo como industriales.

2. Parámetros y Especificaciones Técnicas

Una comprensión detallada de los límites y características operativas del dispositivo es crucial para un diseño de circuito fiable y un rendimiento a largo plazo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los Valores Máximos Absolutos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estos valores nunca deben excederse, ni siquiera momentáneamente, durante la operación o manipulación. Para el ELD-426UYOWB/S530-A3, la tensión inversa máxima (V_R) es de 5V. Aplicar una tensión inversa más alta puede romper la unión del LED. La corriente directa continua máxima (I_F) es de 25 mA. Exceder esta corriente generará un calor excesivo, degradando la estructura interna del LED y acortando su vida útil.

Para operación pulsada, se permite una corriente directa de pico más alta (I_FP) de 60 mA, pero solo bajo condiciones específicas: un ciclo de trabajo de 1/10 (10%) y una frecuencia de 1 kHz. Esto permite breves períodos de mayor brillo. La disipación de potencia máxima (P_d) es de 60 mW, calculada como el producto de la tensión directa y la corriente. El dispositivo está clasificado para operar (T_opr) entre -40°C y +85°C, lo que lo hace adecuado para entornos hostiles. La temperatura de almacenamiento (T_stg) puede oscilar entre -40°C y +100°C. La temperatura de soldadura (T_sol) no debe exceder los 260°C, y el tiempo de contacto del soldador debe ser de 5 segundos o menos para evitar daños térmicos en el encapsulado plástico y las uniones internas.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estas características se miden bajo condiciones de prueba estándar (Ta=25°C) y representan el rendimiento típico del dispositivo. La intensidad luminosa (I_v) tiene un valor típico de 12.5 mcd cuando se alimenta con una corriente directa (I_F) de 10 mA, con un valor mínimo especificado de 5.6 mcd. Es importante señalar que la hoja de datos especifica que este es un valor promedio medido en un segmento de 7. La tolerancia para la intensidad luminosa es de ±10%.

Las características espectrales definen el color de la luz emitida. La longitud de onda de pico (λ_p) es típicamente de 611 nm, mientras que la longitud de onda dominante (λ_d), que se correlaciona más estrechamente con el color percibido, es típicamente de 605 nm (naranja). El ancho de banda de radiación espectral (Δλ) es típicamente de 17 nm, indicando el rango de longitudes de onda emitidas. La tensión directa (V_F) es típicamente de 2.0V con un máximo de 2.4V a I_F=20mA, con una tolerancia de ±0.1V. La corriente inversa (I_R) es muy baja, con un máximo de 100 µA a V_R=5V.

3. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan una visión más profunda del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables.

3.1 Distribución Espectral

La curva de distribución espectral (intensidad luminosa relativa vs. longitud de onda) mostraría un solo pico centrado alrededor de 611 nm (típico) con un ancho de aproximadamente 17 nm a la mitad de la intensidad máxima (FWHM). Esto confirma la salida monocromática naranja del material AlGaInP. No debería haber picos secundarios significativos, lo que indica una emisión de color pura. La forma de esta curva es importante para aplicaciones donde la consistencia del color o el filtrado de longitudes de onda específicas están involucrados.

3.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa

La curva I-V ilustra las características de diodo de los segmentos LED. Es no lineal. A corrientes muy bajas, la tensión es mínima. A medida que aumenta la corriente, la tensión directa sube bruscamente y luego aumenta más gradualmente en el rango de operación típico (alrededor de 2.0V a 20 mA). Esta curva es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente. Un pequeño cambio en la tensión de alimentación puede provocar un gran cambio en la corriente, por lo que los LED suelen alimentarse con fuentes de corriente constante o circuitos con resistencias en serie apropiadas.

3.3 Curva de Reducción de Corriente Directa

Esta es una de las curvas más críticas para la fiabilidad. Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A 25°C, se permite el total de 25 mA. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la corriente máxima permitida debe reducirse linealmente. Esto se debe a que la temperatura de unión interna del LED aumenta tanto con el calor ambiental como con el autocalentamiento de la corriente. Exceder la temperatura de unión segura reduce drásticamente la salida luminosa y la vida útil. La curva típicamente muestra que la corriente cae a cero a la temperatura de unión máxima, que está vinculada a la temperatura ambiente máxima de operación de 85°C. Los diseñadores deben asegurarse de que el punto de operación (temperatura ambiente + corriente de alimentación) caiga dentro del área segura definida por esta curva.

4. Información Mecánica y del Encapsulado

4.1 Dimensiones del Encapsulado

El dibujo mecánico proporciona las dimensiones físicas exactas del display. Las medidas clave incluyen la altura, anchura y profundidad total del encapsulado, el espaciado entre los pines, el diámetro y posición de los pines, y el tamaño y ubicación de la ventana del dígito. El dibujo especifica que las tolerancias son de ±0.25 mm a menos que se indique lo contrario. Todas las dimensiones están en milímetros (mm). Esta información es vital para el diseño del PCB (huella), asegurar un ajuste adecuado dentro de la carcasa del producto y para los procesos de ensamblaje automatizado.

4.2 Diagrama de Pines y Circuito Interno

El diagrama de circuito interno muestra la conexión eléctrica de los segmentos LED individuales (a, b, c, d, e, f, g, y a menudo un punto decimal DP) a los pines externos. Para una configuración de cátodo común o ánodo común, indica qué pin es la conexión común. Este diagrama es esencial para cablear correctamente el display al circuito de control (por ejemplo, un microcontrolador o un CI decodificador). Conectar el pin común incorrectamente impedirá que el display se encienda.

5. Directrices de Montaje y Manipulación

5.1 Recomendaciones de Soldadura

La hoja de datos especifica una temperatura máxima de soldadura de 260°C con un tiempo de contacto de 5 segundos o menos. Esto se aplica tanto a procesos de soldadura manual como por ola. La exposición prolongada a altas temperaturas puede derretir el encapsulado plástico, dañar las uniones internas de alambre o degradar el chip LED. Se recomienda usar un soldador con control de temperatura y permitir un tiempo de enfriamiento adecuado entre la soldadura de múltiples pines. Para soldadura por ola, el perfil (precalentamiento, remojo, temperatura máxima, enfriamiento) debe controlarse para mantenerse dentro de estos límites.

5.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son dispositivos semiconductores y son sensibles a las descargas electrostáticas. La ESD puede causar fallos inmediatos o daños latentes que reducen la fiabilidad a largo plazo. La hoja de datos recomienda encarecidamente varias medidas anti-ESD durante la manipulación y el montaje: Los operadores deben usar pulseras conectadas a tierra y trabajar sobre tapetes antiestáticos. Las estaciones de trabajo, herramientas y equipos deben estar correctamente conectados a tierra. Se recomienda el uso de ionizadores para neutralizar las cargas estáticas en materiales no conductores. El circuito de alimentación también debe incluir protección contra sobretensiones que puedan ocurrir durante la operación.

5.3 Precauciones de Operación Eléctrica

Los LED deben operarse en polarización directa. El circuito de alimentación debe diseñarse para garantizar que no se aplique una tensión inversa significativa a través de los segmentos LED, incluso cuando se supone que están apagados. La aplicación continua de tensión inversa, incluso por debajo del máximo absoluto de 5V, puede causar electromigración dentro del material semiconductor, lo que lleva a un aumento de la corriente de fuga y eventual fallo. Esto a menudo se aborda en el diseño del circuito asegurando que el CI controlador o el transistor solo puedan aplicar una tensión directa o una tensión inversa muy pequeña cuando está apagado.

6. Información de Embalaje y Pedido

6.1 Especificaciones de Embalaje

El dispositivo se embala en tubos para manipulación automatizada. El proceso de embalaje estándar es: 25 piezas por tubo, 64 tubos por caja y 4 cajas por cartón maestro. Esto totaliza 6,400 piezas por cartón. El embalaje en tubo protege los pines de doblarse y la cara del display de rayarse durante el transporte y almacenamiento.

6.2 Explicación de Etiquetas

Las etiquetas del embalaje contienen varios códigos para identificación y trazabilidad. Los campos clave incluyen: CPN (Número de Parte del Cliente), P/N (Número de Parte del Fabricante: ELD-426UYOWB/S530-A3), QTY (Cantidad Empaquetada), CAT (Categoría/Rango de Intensidad Luminosa) y LOT No (Número de Lote para trazabilidad). Comprender estas etiquetas es importante para la gestión de inventario, el control de calidad y asegurar que se use el componente correcto en la producción.

7. Consideraciones de Diseño de Aplicación

7.1 Limitación de Corriente y Alimentación

El método más común para alimentar un display de 7 segmentos de un dígito como este es usar una resistencia en serie para cada segmento (o una sola resistencia en el pin común para diseños multiplexados). El valor de la resistencia se calcula usando la Ley de Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Por ejemplo, con una alimentación de 5V, una V_Ftípica de 2.0V y una I_Fdeseada de 10 mA, la resistencia sería (5 - 2.0) / 0.01 = 300 Ohmios. Una resistencia de 330 Ohmios sería una opción estándar. Para multiplexado multidígito, se utiliza un CI controlador (como un registro de desplazamiento 74HC595 o un controlador LED dedicado) para controlar los segmentos y la selección de dígitos rápidamente, reduciendo el número de pines de microcontrolador requeridos.

7.2 Gestión Térmica

Si bien este es un dispositivo de baja potencia, las consideraciones térmicas siguen siendo importantes para la longevidad, especialmente en aplicaciones de alta temperatura ambiente o cuando se alimenta cerca de la corriente máxima. Asegurar un flujo de aire adecuado alrededor del display en el PCB puede ayudar. La propia PCB puede actuar como disipador de calor para los pines. Para aplicaciones críticas, consulte la curva de reducción de corriente directa y opere el LED a una corriente más baja si la temperatura ambiente es alta.

7.3 Consideraciones Ópticas

El fondo negro proporciona alto contraste. Al diseñar el panel frontal o la lente que cubre el display, considere materiales y recubrimientos que minimicen la reflexión y el deslumbramiento para mantener la legibilidad. El ángulo de visión del display (implícito por la resina difusora) es típicamente amplio, pero esto debe verificarse si la visualización fuera del eje es crítica. El color naranja puede filtrarse o aparecer diferente detrás de filtros de color o vidrios tintados, por lo que se recomienda probar en el ensamblaje final.

8. Comparación y Selección Técnica

Al seleccionar un display de siete segmentos, los diferenciadores clave incluyen la altura del dígito, el color, el brillo (intensidad luminosa), la tensión directa, el consumo de energía y el tipo de encapsulado (agujero pasante vs. SMD). Las principales ventajas del ELD-426UYOWB/S530-A3 son su tamaño estándar de 0.4\", color naranja para alta visibilidad, intensidad luminosa categorizada para consistencia y construcción robusta de agujero pasante. En comparación con displays SMD más pequeños, es más fácil de prototipar y puede ser más adecuado para aplicaciones que requieren mayor durabilidad. En comparación con otros colores, el naranja a menudo tiene un brillo percibido más alto a niveles de corriente más bajos que el rojo o el verde en algunos materiales semiconductores, y puede ser más visible en ciertas condiciones de iluminación.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

9.1 ¿Cuál es el propósito de la categorización de intensidad luminosa (CAT)?

La categorización garantiza uniformidad de brillo. Los displays del mismo código CAT tendrán una salida de luz similar. Esto es crucial cuando se usan múltiples displays uno al lado del otro (por ejemplo, un reloj de 4 dígitos) para evitar diferencias de brillo notables entre dígitos, lo que parecería poco profesional.

9.2 ¿Puedo alimentar este display directamente desde un pin de un microcontrolador?

No se recomienda alimentar un segmento LED directamente desde un pin GPIO estándar de un microcontrolador. El pin GPIO típico solo puede suministrar o absorber 20-25 mA, que es el máximo absoluto para un segmento. Alimentar un segmento a corriente máxima no deja margen y arriesga dañar el microcontrolador si se encienden accidentalmente múltiples segmentos. Además, la corriente total para un dígito completamente iluminado (los 7 segmentos) excedería con creces las capacidades de un microcontrolador. Siempre use una resistencia en serie y/o un CI controlador (transistor, buffer, controlador LED dedicado).

9.3 ¿Qué significa "libre de plomo y compatible con RoHS"?

Esto significa que el dispositivo se fabrica sin el uso de plomo (Pb) en su baño de soldadura u otros materiales, y cumple con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas de la Unión Europea. Esto hace que el componente sea adecuado para su uso en productos vendidos en la mayoría de los mercados globales, que han adoptado regulaciones ambientales similares.

9.4 ¿Cómo determino el pin común (ánodo o cátodo)?

El diagrama de circuito interno en la sección de dimensiones del encapsulado de la hoja de datos mostrará claramente la asignación de pines. Indicará qué pin está conectado a todos los ánodos (ánodo común) o a todos los cátodos (cátodo común) de los LED de segmento. Debes saber esto para diseñar correctamente tu circuito de alimentación. Si el diagrama no está disponible, se puede usar una prueba simple con una fuente de alimentación limitada en corriente (por ejemplo, 3V con una resistencia de 1k en serie) para probar pares de pines.