ELT-512SURWA/S530-A3 0.56" - Hoja de Datos Técnica

1. Descripción General del Producto

El ELT-512SURWA/S530-A3 es un módulo de display alfanumérico de siete segmentos para montaje PTH (Through-Hole). Cuenta con un formato industrial estándar con una altura de dígito de 14.22 mm, equivalente a 0.56 pulgadas. El dispositivo está construido con chips semiconductores de AlGaInP (Fosfuro de Aluminio, Galio e Indio) rojo brillante, encapsulados en una resina difusora blanca para mejorar la emisión de luz y el ángulo de visión. La superficie externa del display tiene un acabado gris, proporcionando una apariencia neutra y profesional adecuada para diversos diseños de paneles.

Este display se clasifica como un componente de bajo consumo, lo que lo hace ideal para aplicaciones donde la eficiencia energética es una consideración. Cumple plenamente con las directivas Pb-free (sin plomo) y RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), garantizando su idoneidad para su uso en productos comercializados globalmente con estrictas regulaciones medioambientales.

El objetivo principal de diseño de este display es ofrecer una excelente fiabilidad y legibilidad incluso en condiciones de luz ambiental brillante. Su tamaño estándar y su encapsulado PTH lo convierten en una opción versátil tanto para prototipos como para producción en serie, integrando fácilmente en placas de circuito impreso (PCB) mediante técnicas de soldadura convencionales.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales del ELT-512SURWA/S530-A3 derivan de su selección de materiales y diseño. El uso de tecnología AlGaInP para los chips LED proporciona una salida roja brillante de alta eficiencia con buena pureza de color. La resina difusora blanca ayuda a dispersar la luz uniformemente a través de cada segmento, reduciendo puntos calientes y asegurando una iluminación uniforme, lo cual es crítico para la legibilidad por parte del usuario.

Los mercados objetivo del dispositivo son amplios, abarcando cualquier aplicación que requiera una lectura numérica o alfanumérica limitada, clara y fiable. Su robustez e interfaz estándar lo convierten en un componente de referencia para ingenieros que diseñan sistemas que necesitan presentar datos de manera simple y efectiva al usuario final.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Una comprensión exhaustiva de las especificaciones del dispositivo es crucial para un diseño de circuito adecuado y para garantizar la fiabilidad a largo plazo. Los parámetros se definen bajo condiciones de prueba estándar a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

2.1 Clasificaciones Absolutas Máximas

Estas clasificaciones definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o bajo estos límites y debe evitarse en uso normal.

• Voltaje Inverso (V_R)): 5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F)): 25mA. Esta es la corriente DC máxima que se puede aplicar de forma continua.
• Corriente Directa Pico (I_FP)): 60mA. Esto solo es permisible bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo del 10% o menos y una frecuencia de 1kHz.
• Disipación de Potencia (P_d)): 60mW. La potencia máxima que el dispositivo puede disipar en forma de calor.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento: -40°C a +85°C (operación), -40°C a +100°C (almacenamiento).
• Temperatura de Soldadura (T_sol)): 260°C durante una duración no superior a 5 segundos, lo cual es compatible con procesos estándar de soldadura por ola o reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estas características describen el rendimiento del dispositivo en condiciones normales de operación. Los valores típicos se proporcionan como guía de diseño, pero los diseñadores deben tener en cuenta los límites mínimo y máximo.

• Intensidad Luminosa (I_v)): 7.8mcd (Mín), 17.6mcd (Típ) a I_F=10mA. Esta es la salida de luz promedio por segmento. Se aplica una tolerancia de ±10% a este parámetro.
• Longitud de Onda Pico (λ_p)): 632nm (Típ) a I_F=20mA. Esta es la longitud de onda a la cual 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 como "rojo brillante".
• Ancho de Banda Espectral (Δλ): 20nm (Típ) a I_F=20mA, indicando el rango de longitudes de onda emitidas.
• Voltaje Directo (V_F)): 2.0V (Típ), 2.4V (Máx) a I_F=20mA. Los diseñadores deben asegurar que el circuito de excitación pueda proporcionar voltaje suficiente. Se aplica una tolerancia de ±0.1V.
• Corriente Inversa (I_R)): 100µA (Máx) a V_R=5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que la intensidad luminosa está "categorizada". Esto se refiere a un proceso de clasificación (binning) donde los displays fabricados se ordenan según su salida de luz medida. Los dispositivos dentro de una clasificación específica (o "CAT" como se indica en la etiqueta) tendrán intensidades luminosas dentro de un rango definido alrededor del valor típico (ej., 17.6mcd ±10%). Esto permite a los diseñadores seleccionar displays con brillo consistente para sus aplicaciones, asegurando una apariencia uniforme en múltiples unidades de un producto. El voltaje directo también se controla con una tolerancia ajustada (±0.1V), lo que simplifica el cálculo de la resistencia limitadora de corriente y asegura un consumo de potencia y comportamiento térmico consistentes en un lote de dispositivos.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona curvas típicas que ilustran la relación entre parámetros clave. Estas son esenciales para entender el comportamiento en condiciones no estándar.

4.1 Distribución Espectral

La curva de distribución espectral muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para el ELT-512SURWA/S530-A3, esta curva estaría centrada alrededor de 632nm (pico) con un ancho de banda típico de 20nm, confirmando la emisión roja pura y estrecha característica de la tecnología AlGaInP. Esto resulta en una alta saturación de color.

4.2 Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)

Esta curva representa la relación no lineal entre la corriente que fluye a través del LED y la caída de voltaje a través del mismo. Inicialmente, fluye muy poca corriente hasta que el voltaje directo alcanza un umbral (alrededor de 1.8-2.0V para este dispositivo). Más allá de este punto, la corriente aumenta rápidamente con un pequeño incremento en el voltaje. Esta es la razón por la cual los LEDs siempre se excitan con un mecanismo limitador de corriente (resistencia o driver de corriente constante) y no directamente con una fuente de voltaje.

4.3 Curva de Reducción de Corriente Directa (Derating)

Esta es una curva crítica para la fiabilidad. Muestra cómo la corriente directa continua máxima permitida (I_F) debe reducirse a medida que aumenta la temperatura ambiente de operación. A medida que sube la temperatura, la eficiencia interna del LED disminuye y su capacidad para disipar calor se reduce. Para evitar sobrecalentamiento y degradación acelerada, la corriente de excitación debe reducirse en consecuencia. Por ejemplo, mientras que se permiten 25mA a 25°C, una corriente significativamente menor sería el valor máximo seguro a una temperatura ambiente de 85°C.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El dispositivo utiliza un formato estándar PTH DIP (Dual In-line Package). El dibujo de dimensiones del encapsulado proporciona todas las medidas mecánicas críticas para el diseño del PCB, incluyendo:

• Altura, anchura y profundidad totales.
• Espaciado de pines (paso) y diámetro.
• Dimensiones y ubicación de la ventana de segmentos.
• Tamaño y espaciado recomendado de las almohadillas del PCB.

Las tolerancias para estas dimensiones son típicamente ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario. El diagrama de circuito interno muestra la configuración de cátodo común o ánodo común de los siete segmentos y el punto decimal (si está presente), lo cual es esencial para diseñar el circuito de excitación correcto. La asignación de pines identifica qué pin controla cada segmento (A-G y DP).

6. Guías de Soldadura y Montaje

El dispositivo es adecuado para procesos de soldadura estándar. La clasificación absoluta máxima para la temperatura de soldadura es de 260°C durante un máximo de 5 segundos. Esto se alinea con perfiles típicos de soldadura por ola o soldadura manual. Es crucial evitar un estrés térmico excesivo no superando esta combinación tiempo/temperatura. Se recomienda precalentar la placa para minimizar el choque térmico. Después de soldar, el dispositivo debe limpiarse según los procedimientos estándar de limpieza de PCB, asegurando que no queden residuos de fundente que puedan afectar la fiabilidad a largo plazo.

7. Información de Embalaje y Pedido

El dispositivo sigue un flujo de embalaje específico para protegerlo durante el envío y manejo.

• Embalaje Unitario: 13 piezas se empaquetan en un tubo antiestático.
• Embalaje Intermedio: 63 tubos se empaquetan en una caja.
• Caja Maestra: 4 cajas se empaquetan en un cartón de envío, totalizando 3,276 piezas por cartón (13 x 63 x 4).

La etiqueta en el embalaje contiene información clave para trazabilidad e identificación:

• CPNC/P/N
• : Número de Parte del Cliente (si se asigna).P/N
• QTY: Número de Parte del Fabricante (ELT-512SURWA/S530-A3).
• CATQTY
• : Cantidad contenida en el paquete.CAT

: Rango de Intensidad Luminosa (Categoría de clasificación).

LOT No

: Número de Lote de Fabricación para trazabilidad.

• 8. Sugerencias de Aplicación8.1 Escenarios de Aplicación Típicos
• Como se enumera en la hoja de datos, las aplicaciones principales incluyen:Electrodomésticos
• : Display para temporizadores, ajustes de temperatura o códigos de estado en hornos, microondas, lavadoras y aires acondicionados.Paneles de Instrumentos

: Lecturas para equipos de prueba, controles industriales, medidores automotrices del mercado de accesorios y dispositivos médicos.

• Displays de Lectura Digital: Cualquier dispositivo que requiera salida numérica, como relojes, contadores, básculas o registradores de datos simples._{8.2 Consideraciones de Diseño}Limitación de Corriente_F: Utilice siempre una resistencia en serie o un driver de corriente constante. Calcule el valor de la resistencia usando R = (V_Fsuministro_F- V
• ) / I. Utilice el V_FP rating.
• máximo de la hoja de datos para asegurar corriente suficiente en las peores condiciones.Multiplexación
• : Para displays de múltiples dígitos, se utiliza comúnmente una técnica de multiplexación para controlar muchos segmentos con menos pines de E/S. Asegúrese de que la corriente pico en este esquema multiplexado no exceda la IÁngulo de Visión

: La resina difusora blanca proporciona un amplio ángulo de visión. Considere la posición prevista del usuario relativa al display durante el diseño mecánico.

Protección contra ESD

(Descarga Electroestática): Los LEDs son sensibles a la ESD. Implemente procedimientos de manejo (estaciones de trabajo conectadas a tierra, pulseras antiestáticas) durante el montaje. En el producto final, considere añadir supresión de voltaje transitorio en las líneas de entrada si están expuestas al usuario o al entorno externo.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LEDs rojos de GaAsP (Fosfuro de Arsénico de Galio), el AlGaInP utilizado en este display ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, resultando en una salida más brillante para la misma corriente de excitación. El color "rojo brillante" también está más saturado y es visualmente más distintivo en comparación con el rojo estándar. El encapsulado PTH proporciona una resistencia mecánica superior y conducción térmica a la PCB en comparación con los dispositivos de montaje superficial (SMD) en aplicaciones de alta vibración o alta fiabilidad, aunque requiere soldadura manual o por ola y ocupa más espacio en la placa._F10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)_FP: ¿Puedo excitar este display directamente desde un pin de microcontrolador de 5V?

R: No. El voltaje directo típico es de 2.0V. Conectarlo directamente a 5V causaría un flujo de corriente excesivo, destruyendo el LED. Debe usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, con una fuente de 5V, un objetivo I

de 10mA, y usando V

máx=2.4V por seguridad: R = (5V - 2.4V) / 0.01A = 260Ω. Una resistencia estándar de 270Ω sería apropiada._FPP: ¿Qué significa "cátodo común" o "ánodo común" para este display?_FR: El diagrama de circuito interno especifica la configuración. En un display de cátodo común, todos los cátodos (lados negativos) de los LEDs de segmento están conectados juntos a un pin común. Se excita un segmento aplicando un voltaje positivo a su pin de ánodo individual. En un display de ánodo común, los ánodos son comunes. Debe verificar el diagrama interno de la hoja de datos para diseñar el circuito de excitación correcto (suministro vs. absorción de corriente).

P: ¿Por qué hay una clasificación de corriente directa pico (I

) mayor que la clasificación continua (I

)?

R: Los LEDs pueden manejar pulsos cortos de corriente más alta sin sobrecalentarse, ya que hay tiempo para que la unión se enfríe entre pulsos. Esto permite una multiplexación de display más brillante o operación pulsada. El ciclo de trabajo de 1/10 y la frecuencia de 1kHz son las condiciones seguras definidas para esta corriente pico.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso_FCaso: Diseño de una Lectura Digital Simple para Voltímetro

Un ingeniero está construyendo un voltímetro DC de 0-30V. El convertidor analógico-digital (ADC) genera una señal BCD (Decimal Codificado en Binario). Estos datos BCD necesitan convertirse al formato de 7 segmentos usando un circuito integrado decodificador/excitador (como un 7447 para displays de ánodo común). El display ELT-512SURWA/S530-A3 se conectaría a las salidas de este CI excitador. El ingeniero debe:

1. Verificar que la capacidad de corriente de salida del CI excitador coincida con el requisito I

del display (ej., 10-20mA por segmento).

2. Calcular y colocar resistencias limitadoras de corriente entre las salidas del CI excitador y los pines del display si el excitador no tiene limitación de corriente incorporada.

3. Diseñar el layout del PCB según las dimensiones del encapsulado, asegurando la alineación correcta de los pines.

4. Considerar añadir una función de atenuación usando PWM (Modulación por Ancho de Pulso) en el pin de apagado o control de intensidad del excitador, lo cual modularía el ciclo de trabajo de los segmentos para controlar el brillo sin cambiar la corriente.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento