Hoja de Datos del Display de Siete Segmentos ELS-315SURWA/S530-A3 - Altura de Dígito 9.14mm - Rojo Brillante (632nm) - Tensión Directa 2.0V - Corriente Directa 25mA - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El ELS-315SURWA/S530-A3 es un display alfanumérico de un dígito y siete segmentos diseñado para montaje through-hole. Cuenta con un tamaño industrial estándar con una altura de dígito de 9.14mm (0.36 pulgadas). El display está construido con chips LED rojo brillante de AlGaInP, alojados en un encapsulado de resina difusora blanca que proporciona una apariencia superficial gris. Esta combinación está diseñada para ofrecer alta fiabilidad y excelente legibilidad incluso en condiciones de iluminación ambiental brillante, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones de indicación y visualización.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este display incluyen su conformidad con los estándares industriales de tamaño y patillaje, lo que garantiza un reemplazo fácil y una integración sencilla en el diseño. Ofrece un bajo consumo de energía, contribuyendo a diseños de sistemas energéticamente eficientes. El dispositivo está categorizado (binned) por intensidad luminosa, permitiendo un emparejamiento de brillo consistente en aplicaciones multidígito. Además, se fabrica sin plomo y es compatible con RoHS, cumpliendo con las regulaciones ambientales modernas. Sus mercados objetivo son principalmente aplicaciones de electrónica industrial y de consumo que requieren visualizaciones numéricas o alfanuméricas limitadas claras y fiables.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las especificaciones eléctricas, ópticas y térmicas del dispositivo según se definen en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los Límites Absolutos Máximos definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estas no son condiciones de funcionamiento normal.

• Tensión Inversa (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):25mA DC. Esta es la corriente continua máxima permitida a través de un segmento.
• Corriente Directa Pico (I_FP):60mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas (ciclo de trabajo ≤ 10%, frecuencia ≤ 1kHz).
• Disipación de Potencia (P_d):60mW. La potencia máxima que el dispositivo puede disipar, calculada como V_F* I_F.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para un funcionamiento fiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante un máximo de 5 segundos, típico para soldadura por ola o manual.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura de unión estándar (T_a=25°C) y definen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación.

• Intensidad Luminosa (I_v):4.0mcd (Mín), 8.0mcd (Típ) a I_F=10mA. Esta es la salida de luz promedio por segmento. Se especifica una tolerancia de ±10%.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):632nm (Típ) a I_F=20mA. Esta es la longitud de onda a la que la emisión espectral es más fuerte.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):624nm (Típ) a I_F=20mA. Esta es la longitud de onda percibida por el ojo humano, definiendo el color (rojo brillante).
• Ancho de Banda Espectral (Δλ):20nm (Típ) a I_F=20mA. Esto indica la estrechez del espectro de luz roja emitida.
• Tensión Directa (V_F):2.0V (Típ), 2.4V (Máx) a I_F=20mA. La caída de tensión a través del LED cuando conduce, con una tolerancia de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R):100µA (Máx) a V_R=5V. La pequeña corriente de fuga cuando el dispositivo está polarizado inversamente.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo está "Categorizado por intensidad luminosa". Esto significa que las unidades son probadas y clasificadas (binned) en función de su salida de luz medida a una corriente de prueba específica. Esto permite a los diseñadores seleccionar displays del mismo lote de intensidad para garantizar un brillo uniforme en todos los dígitos de un display multidígito, evitando variaciones notables en la luminosidad de los segmentos. Los códigos o rangos específicos de clasificación no se detallan en el extracto proporcionado, pero normalmente formarían parte de la información de pedido.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye curvas características típicas que son cruciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar.

4.1 Distribución Espectral

La curva espectral muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para este LED rojo basado en AlGaInP, la curva estará centrada alrededor del pico de 632nm con el ancho de banda declarado de 20nm, confirmando un color rojo puro y saturado sin emisión significativa en otras bandas de color.

4.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva ilustra la relación no lineal entre corriente y voltaje. Muestra la tensión de encendido (donde la corriente comienza a fluir significativamente, alrededor de 1.8-2.0V para AlGaInP rojo) y cómo la tensión directa aumenta con la corriente. Los diseñadores usan esto para calcular los valores de la resistencia en serie (R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F) para establecer la corriente de operación deseada, típicamente entre 10-20mA para un equilibrio entre brillo y longevidad.

4.3 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este es un gráfico crítico de gestión térmica. Muestra la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la temperatura de unión del LED aumenta, y la corriente máxima segura debe reducirse para evitar sobrecalentamiento y degradación acelerada. La curva típicamente muestra la corriente nominal (ej., 25mA) permitida hasta cierta temperatura (ej., 25°C o 40°C), después de lo cual desciende hasta cero en la temperatura máxima de unión. Se debe consultar esta curva para diseños que operen en entornos de temperatura elevada.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones y Dibujo del Encapsulado

El dispositivo está en un formato estándar through-hole DIP (Dual In-line Package). El dibujo dimensional proporciona medidas críticas: altura, ancho y largo totales; tamaño y espaciado de segmentos; diámetro, longitud y espaciado (paso) de las patillas. La nota especifica una tolerancia general de ±0.25mm a menos que se indique lo contrario. Los diseñadores deben usar este dibujo para crear la huella en la PCB, asegurando el tamaño, espaciado y ubicación correctos de las almohadillas para los segmentos del dígito y las patillas comunes.

5.2 Diagrama de Circuito Interno e Identificación de Polaridad

El diagrama de circuito interno muestra la conexión eléctrica de las 10 patillas. Un display de siete segmentos estándar tiene 7 patillas para los segmentos (a a g), 1 o más patillas comunes (ánodo o cátodo, dependiendo de la configuración de ánodo común o cátodo común), y a veces un punto decimal (dp). El diagrama aclara qué patilla controla qué segmento e identifica la conexión común, lo cual es esencial para un cableado correcto y el diseño del circuito de control (ej., usando un multiplexor o un CI controlador de display dedicado).

6. Pautas de Soldadura y Montaje

La hoja de datos especifica una temperatura máxima de soldadura de 260°C durante ≤5 segundos. Esta es una especificación estándar para soldadura por ola o soldadura manual con un soldador de temperatura controlada. Para soldadura por reflujo, se necesitaría un perfil específico, pero no se proporciona. Las consideraciones clave incluyen:

• Sensibilidad a ESD:Los chips LED son sensibles a las descargas electrostáticas. Se recomienda encarecidamente tomar precauciones de manipulación como estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas y espuma conductora durante el montaje.
• Estrés Térmico:Evitar la exposición prolongada a altas temperaturas durante la soldadura para prevenir daños al encapsulado plástico o a las uniones internas de alambre.
• Limpieza:Si se requiere limpieza, usar métodos compatibles con la resina plástica.

7. Información de Embalaje y Pedido

El dispositivo sigue una jerarquía de embalaje específica: 35 piezas se empaquetan en un tubo, 140 tubos (totalizando 4,900 piezas) se empaquetan en una caja, y 4 cajas (totalizando 19,600 piezas) se empaquetan en un cartón maestro. La etiqueta en el embalaje incluye campos para Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Parte del Fabricante (P/N), Cantidad de Empaque (QTY), Categoría de Intensidad Luminosa (CAT) y Número de Lote (LOT No.), entre otras referencias, asegurando la trazabilidad y la correcta identificación.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Electrodomésticos:Temporizadores, lecturas de temperatura en hornos/microondas, indicadores de ciclo en lavadoras.
• Paneles de Instrumentos:Equipos de prueba y medición, paneles de control industrial, indicadores automotrices del mercado de accesorios.
• Displays de Lectura Digital:Contadores simples, relojes, marcadores y cualquier dispositivo que requiera un indicador numérico claro.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre usar una resistencia en serie para cada segmento o línea común para establecer la corriente directa. Calcular en base al voltaje de alimentación y la V_Ftípica a la I_F.
• deseada.Multiplexación:
• Para displays multidígito, la multiplexación es común para reducir el número de pines en el microcontrolador. Asegurar que el circuito de control pueda manejar la corriente pico durante el ciclo de multiplexación sin exceder la especificación de corriente pico del dispositivo.Ángulo de Visión:
• La resina difusora blanca proporciona un amplio ángulo de visión. Considerar la orientación del display en relación con el usuario.Control de Brillo:

El brillo se puede ajustar variando la corriente directa (dentro de los límites) o usando PWM (Modulación por Ancho de Pulso) en la señal de control.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas o displays más pequeños, el ELS-315SURWA/S530-A3 ofrece un equilibrio entre tamaño, brillo y eficiencia. Su altura de dígito de 9.14mm es un estándar común, asegurando amplia compatibilidad. El uso de material AlGaInP proporciona mayor eficiencia y un rojo más vibrante y saturado en comparación con los LED rojos antiguos basados en GaAsP. El diseño through-hole ofrece robustez mecánica y facilidad de prototipado en comparación con los dispositivos de montaje superficial, aunque requiere más espacio en la placa. Su diferenciador clave en su clase es la combinación del patillaje estándar industrial, la clasificación por intensidad luminosa para consistencia y el cumplimiento de RoHS.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Puedo alimentar este display directamente desde un pin de microcontrolador de 5V?No, no directamente._FUn pin GPIO típico de microcontrolador puede suministrar/absorber 20-25mA, lo que coincide con la especificación I

del display. Sin embargo, la tensión directa del LED es de solo unos 2.0V. Conectarlo directamente a un pin de 5V sin una resistencia limitadora de corriente intentaría impulsar una corriente mucho mayor, pudiendo dañar tanto el LED como el pin del microcontrolador. Debes usar una resistencia en serie: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150Ω (usar valor estándar de 150Ω o 180Ω).

10.2 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?_p)Longitud de Onda Pico (λ) es la longitud de onda física donde el espectro de emisión tiene su máxima intensidad._d)Longitud de Onda Dominante (λ_d) es la longitud de onda de la luz monocromática que parecería tener el mismo color para el ojo humano. Para los LED, λ_pa menudo es ligeramente más corta que λ

y es el parámetro más relevante para la especificación del color en aplicaciones visuales.

10.3 ¿Es este un display de ánodo común o cátodo común?El extracto de la hoja de datos proporcionado no lo establece explícitamente. Esta información crítica está contenida en elDiagrama de Circuito Interno. El diseñadordebe

consultar este diagrama para determinar la configuración antes de diseñar el circuito de control. Usar la configuración incorrecta impedirá que el display se encienda.

11. Caso Práctico de Diseño y UsoCaso: Diseñar un Contador Multiplexado de 4 Dígitos.

1. Para controlar cuatro displays ELS-315SURWA/S530-A3 con un microcontrolador:
2. Determinar el tipo de patilla común (ánodo/cátodo) a partir del diagrama interno.
3. Conectar todos los pines de segmento correspondientes (a-g, dp) juntos a través de los cuatro dígitos.
4. Conectar la patilla común de cada dígito a un pin separado del microcontrolador a través de un transistor (para manejo de corriente) si es de tipo ánodo común, o directamente/invertido si es cátodo común y está dentro de la capacidad de absorción del MCU._FPCalcular una única resistencia limitadora de corriente para cada línea de segmento, basándose en la corriente pico por segmento durante la multiplexación. Si cada dígito está activo 1/4 del tiempo, para lograr una corriente promedio de 10mA, la corriente pico durante su intervalo de tiempo activo debería ser 40mA. Asegurarse de que este pico de 40mA no exceda la especificación I
5. del dispositivo (60mA) y esté dentro de la capacidad del controlador.

Escribir firmware para ciclar rápidamente a través de los dígitos (ej., 100Hz por dígito, 400Hz de refresco total), iluminando los segmentos correctos para el dígito activo.

12. Introducción al Principio de FuncionamientoUn display de siete segmentos es un conjunto de siete barras LED (segmentos) dispuestas en un patrón de figura ocho. Al iluminar selectivamente combinaciones específicas de estos segmentos, se pueden formar todos los dígitos decimales (0-9) y algunas letras. Cada segmento es un LED individual. En un display deánodo común_CC, todos los ánodos de los LED de segmento están conectados juntos a una patilla común (V), y cada cátodo se controla por separado. Para encender un segmento, su pin de cátodo se lleva a BAJO (conectado a tierra a través de una resistencia limitadora de corriente). En un display decátodo común

, los cátodos son comunes (tierra), y los ánodos se llevan a ALTO para iluminar. El ELS-315SURWA/S530-A3 utiliza material semiconductor AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio), que emite luz en el espectro rojo a amarillo-naranja cuando los electrones se recombinan con huecos a través del bandgap del material, un proceso llamado electroluminiscencia.

13. Tendencias y Evolución Tecnológica