Hoja de Datos del Display LED LTS-2301AJD de 0.28 Pulgadas en Rojo Hiperintenso - Altura de Dígito 7mm - Tensión Directa 2.6V - Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-2301AJD es un display compacto y de alto rendimiento de un dígito de siete segmentos, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras. Su función principal es proporcionar un indicador numérico altamente visible y fiable. La ventaja principal de este dispositivo radica en el uso de chips LED de rojo hiperintenso de AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio), que ofrecen un brillo y una eficiencia superiores en comparación con los materiales tradicionales. El dispositivo presenta una cara gris con segmentos blancos, mejorando el contraste y la legibilidad. Está categorizado por intensidad luminosa, lo que garantiza una consistencia en el brillo entre lotes de producción. El mercado objetivo incluye paneles de control industrial, equipos de prueba y medición, electrodomésticos y cualquier dispositivo electrónico donde se requiera una pantalla numérica pequeña, brillante y fiable.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad de este display. El parámetro clave es laIntensidad Luminosa Promedio (Iv), que oscila entre un mínimo de 200 µcd y un valor típico de 600 µcd a una corriente directa (IF) de 1mA. Este alto brillo garantiza la visibilidad en diversas condiciones de iluminación ambiental. La luz emitida se caracteriza por unaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)de 650 nm y unaLongitud de Onda Dominante (λd)de 639 nm, ubicándolo firmemente en la región del rojo hiperintenso del espectro. LaAnchura a Media Altura Espectral (Δλ)es de 20 nm, lo que indica una emisión de color relativamente pura. UnaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosade 2:1 (máx.) garantiza que la diferencia de brillo entre segmentos sea mínima, proporcionando una apariencia uniforme.

2.2 Parámetros Eléctricos

Las especificaciones eléctricas definen los límites y condiciones de funcionamiento del display. LasEspecificaciones Absolutas Máximasson críticas para la fiabilidad del diseño: la disipación de potencia máxima continua por segmento es de 70 mW. LaCorriente Directa Continua por Segmentoestá clasificada en 25 mA a 25°C, con un factor de reducción de 0.33 mA/°C por encima de esta temperatura. Se permite unaCorriente Directa Picomás alta de 90 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms). LaTensión Directa (VF)por segmento es típicamente de 2.6V a IF=20mA, con un máximo de 2.6V. LaTensión Inversa Máxima (VR)es de 5V, y laCorriente Inversa (IR)es de 100 µA máx. a VR=5V.

2.3 Características Térmicas

La gestión térmica se infiere a través de las especificaciones de reducción. El dispositivo tiene unRango de Temperatura de Operaciónde -35°C a +85°C y un idénticoRango de Temperatura de Almacenamiento. La reducción de la corriente directa a partir de 25°C (0.33 mA/°C) es un indicador directo de su rendimiento térmico; a medida que aumenta la temperatura ambiente, la corriente continua máxima permitida disminuye linealmente para evitar el sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad a largo plazo. La especificación de temperatura de soldadura (260°C máx. durante 3 segundos a 1.6mm por debajo del plano de asiento) es crucial para los procesos de montaje.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo estácategorizado por intensidad luminosa. Esto significa que los LED se clasifican (se "binnean") en función de su salida de luz medida en una corriente de prueba estándar (típicamente 1mA o 20mA). Este proceso de clasificación garantiza que los diseñadores reciban componentes con niveles de brillo consistentes, lo cual es vital para aplicaciones donde se utilizan múltiples displays en paralelo para evitar diferencias notorias en la luminancia de los segmentos. Aunque los códigos de clasificación específicos no se detallan en este documento, esta práctica garantiza que el parámetro Iv para un pedido dado caerá dentro de un rango predefinido más estrecho que la especificación completa de MÍN a MÁX.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia aCurvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, las curvas estándar para tales dispositivos suelen incluir:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Este gráfico muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, generalmente de forma sub-lineal, destacando la eficiencia en diferentes puntos de operación.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Demuestra las características de encendido del diodo y ayuda en el diseño del circuito limitador de corriente.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión, lo cual es crítico para aplicaciones de alta temperatura o alta corriente.
• Distribución Espectral:Un gráfico de intensidad relativa versus longitud de onda, que confirma la longitud de onda pico y dominante y la forma del espectro de emisión.

Estas curvas son esenciales para optimizar las condiciones de excitación y lograr el brillo deseado manteniendo la eficiencia y la longevidad.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo tiene un paquete estándar de display LED. Laaltura del dígitoes de 0.28 pulgadas (7.0 mm). Eldibujo de Dimensiones del Paqueteproporciona los contornos mecánicos detallados, aunque los valores exactos en milímetros no se enumeran en el texto. Las tolerancias son típicamente de ±0.25 mm. Latabla de Conexión de Pineses crucial para un diseño correcto del PCB. Es un dispositivo de 10 pines y cátodo común. La asignación de pines es: 1(E), 2(D), 3(Cátodo Común), 4(C), 5(DP), 6(B), 7(A), 8(Cátodo Común), 9(G), 10(F). Los dos pines de cátodo común (3 y 8) están conectados internamente, proporcionando flexibilidad de diseño. ElDiagrama de Circuito Internoconfirma la arquitectura de cátodo común, donde todos los ánodos de segmento son independientes y los cátodos de todos los LED están unidos.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La especificación clave de montaje es latemperatura de soldadura: un máximo de 260°C durante un máximo de 3 segundos, medido a 1.6mm por debajo del plano de asiento. Este parámetro es crítico para los procesos de soldadura por ola o reflujo para evitar daños térmicos en los chips LED o en el paquete de plástico. Los diseñadores deben asegurarse de que su perfil de montaje se mantenga dentro de estos límites. Para el almacenamiento, el rango especificado es de -35°C a +85°C. Es recomendable almacenar los componentes en un entorno seco y antiestático para prevenir la absorción de humedad y daños por descarga electrostática antes de su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

El código de pedido principal esLTS-2301AJD. El prefijo "LTS" probablemente denota la familia de productos (display LED), "2301" puede indicar el tamaño de 0.28 pulgadas y el tipo rojo hiperintenso, y "AJD" podría ser una versión específica o un código de clasificación. La hoja de datos no especifica detalles de embalaje a granel como el tamaño del carrete, la cantidad por tubo o la configuración de la bandeja. Para producción en volumen, es necesario contactar al proveedor para obtener opciones de embalaje específicas (cinta y carrete, tubos antiestáticos). La etiqueta en el embalaje debe indicar claramente el número de pieza LTS-2301AJD.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para:

• Multímetros Digitales y Equipos de Prueba:Donde se necesita un dígito único y brillante para una función específica o un indicador de rango.
• Paneles de Control Industrial:Para mostrar puntos de ajuste, códigos de error o números de estado en maquinaria.
• Electrodomésticos:Como hornos microondas, cafeteras o equipos de audio para mostrar la hora, temperatura o números de pista.
• Dispositivos Médicos:Para lecturas numéricas simples en monitores o herramientas portátiles.
• Kits Educativos:Para demostrar electrónica digital y decodificación de siete segmentos.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Limitación de Corriente:Siempre utilice resistencias limitadoras de corriente en serie para cada ánodo de segmento. Calcule el valor de la resistencia en función de la tensión de alimentación (Vcc), la tensión directa típica (Vf ~2.6V) y la corriente directa deseada (por ejemplo, 10-20 mA para un buen brillo). Fórmula: R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexación:Para excitar múltiples dígitos, este display de cátodo común es muy adecuado para la multiplexación. Un microcontrolador puede habilitar secuencialmente el cátodo de un dígito a la vez mientras excita los ánodos de segmento para ese dígito. Esto ahorra pines de E/S y reduce el consumo de energía.
• Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión garantiza la legibilidad desde varias posiciones, pero considere la orientación de montaje en relación con el usuario.
• Protección contra ESD:Aunque no se establece explícitamente, se deben observar las precauciones estándar contra ESD durante el manejo y montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LTS-2301AJD se diferencia principalmente por sumaterial semiconductor AlInGaP. En comparación con los LED más antiguos de GaAsP o GaP, el AlInGaP ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, lo que resulta en un mayor brillo para la misma corriente de excitación. El color rojo hiperintenso (639-650 nm) a menudo es percibido como más brillante por el ojo humano que el rojo estándar y es muy eficaz para indicadores de alerta. La altura de dígito de 0.28 pulgadas es un tamaño común, que ofrece un buen equilibrio entre visibilidad y espacio en la placa. Su configuración de cátodo común es estándar y compatible con la mayoría de los circuitos integrados de excitación y microcontroladores. La categorización por intensidad luminosa es un diferenciador clave de calidad, que garantiza la consistencia visual.

10. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la diferencia entre la longitud de onda pico y la longitud de onda dominante?

R: La longitud de onda pico (λp) es la longitud de onda a la que el espectro de emisión tiene su máxima intensidad. La longitud de onda dominante (λd) es la longitud de onda única de la luz monocromática que coincide con el color percibido de la luz emitida. Para los LED, a menudo están cerca pero no son idénticas; λd es más relevante para la especificación del color.

P: ¿Puedo excitar este display sin resistencias limitadoras de corriente?

R: No. Los LED son dispositivos excitados por corriente. Conectarlos directamente a una fuente de voltaje hará que fluya una corriente excesiva, pudiendo destruir el segmento al instante. Una resistencia en serie es obligatoria para un funcionamiento seguro.

P: Los dos pines de cátodo común están conectados internamente. ¿Necesito conectar ambos al circuito?

R: No, solo necesita conectar uno de ellos a tierra (o a su sumidero de corriente) para que el display funcione. Sin embargo, conectar ambos puede proporcionar una conexión eléctrica más robusta y una mejor distribución de corriente, lo cual es una buena práctica.

P: ¿Cómo logro diferentes niveles de brillo?

R: El brillo se controla principalmente mediante la corriente directa (If). Puede ajustar el valor de la resistencia limitadora de corriente. Alternativamente, para un control dinámico, puede utilizar la Modulación por Ancho de Pulso (PWM) en los excitadores del cátodo o ánodo. Cambiar el ciclo de trabajo de la señal PWM cambia efectivamente la corriente promedio y, por lo tanto, el brillo percibido.

P: ¿Qué significa "categorizado por intensidad luminosa" para mi diseño?

R: Significa que los LED han sido probados y clasificados por su salida de luz. Cuando solicita este número de pieza, puede esperar que todas las unidades tengan un nivel de brillo similar, reduciendo la necesidad de calibración individual o el riesgo de displays desiguales en su producto.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Display de un Dígito Basado en Microcontrolador.Un diseño simple utiliza un microcontrolador (por ejemplo, un Arduino) con 8 pines de E/S. Siete pines se configuran como salidas conectadas a los ánodos de segmento (A-G) a través de resistencias de 220Ω (para una alimentación de 5V: (5V-2.6V)/0.011A ≈ 220Ω). Un pin se configura como salida conectada al cátodo común, establecido en BAJO para encender el dígito. El punto decimal (DP) puede ser controlado por un octavo pin si es necesario. El microcontrolador puede mostrar números del 0 al 9 estableciendo los pines de segmento apropiados en ALTO.

Ejemplo 2: Display de Reloj de Cuatro Dígitos Multiplexado.Se pueden utilizar cuatro dígitos LTS-2301AJD para mostrar horas y minutos (por ejemplo, 12:45). Esto requiere 7 líneas de segmento (A-G) más la línea del punto decimal, y 4 líneas de control de dígito (cada una conectada al cátodo común de un display). Un microcontrolador utiliza una interrupción de temporizador para refrescar la pantalla a alta frecuencia (por ejemplo, 100Hz). En cada ciclo de interrupción, apaga todos los cátodos de dígito, establece el patrón de segmentos para el siguiente dígito y luego enciende el cátodo de ese dígito. Esto sucede tan rápido que el ojo humano percibe todos los dígitos como continuamente encendidos.

12. Introducción al Principio Técnico

El LTS-2301AJD se basa en latecnología del diodo emisor de luz (LED). Un LED es un diodo semiconductor de unión p-n. Cuando se aplica una tensión directa, los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región de la unión. Cuando estos portadores de carga se recombinan, liberan energía en forma de fotones (luz). El material específico utilizado, AlInGaP, determina la energía de la banda prohibida del semiconductor, que a su vez dicta la longitud de onda (color) de la luz emitida—en este caso, rojo hiperintenso. La disposición de siete segmentos es un patrón estandarizado de siete LED rectangulares (segmentos) que pueden iluminarse individualmente para formar los números del 0 al 9 y algunas letras. Una configuración de cátodo común significa que los terminales negativos (cátodos) de todos los segmentos LED están conectados internamente a uno o más pines, simplificando el diseño del circuito donde el microcontrolador deriva la corriente a tierra.

13. Tendencias y Evolución Tecnológica

Si bien los displays discretos de siete segmentos como el LTS-2301AJD siguen siendo relevantes para aplicaciones específicas, las tendencias más amplias en la tecnología de visualización son notables. Existe un cambio general haciamódulos de visualización integrados(LCD, OLED, TFT) que ofrecen capacidades alfanuméricas y gráficas en factores de forma similares o más pequeños. Sin embargo, los displays de segmentos LED conservan ventajas en entornos extremos (amplio rango de temperatura, alto brillo) y para lecturas numéricas simples y de bajo costo. La tecnología LED subyacente continúa avanzando, con materiales como InGaN (para azul/verde/blanco) y AlInGaP mejorado que ofrecen eficiencias cada vez más altas y vidas útiles más largas. Además, la tendencia hacia la miniaturización y el menor consumo de energía en toda la electrónica respalda el uso continuo de indicadores y displays LED de visión directa y eficientes donde se requieren sus beneficios específicos.