Hoja de Datos del Display LED Amarillo LTS-2801AKS de 0.28 Pulgadas - Altura de Dígito 7.0mm - Tensión Directa 2.6V - Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-2801AKS es un módulo de display LED alfanumérico de un dígito y siete segmentos. Está diseñado para proporcionar una representación clara y de alto contraste de números y caracteres alfanuméricos limitados en un factor de forma compacto. La tecnología central utiliza material semiconductor de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP) depositado sobre un sustrato de Arseniuro de Galio (GaAs), diseñado para emitir luz en el espectro de longitud de onda amarilla. Esta elección específica de material ofrece ventajas en eficiencia e intensidad luminosa para el color objetivo. El dispositivo presenta una placa frontal de color gris con delimitaciones de segmentos blancas, mejorando el contraste y la legibilidad bajo diversas condiciones de iluminación. Su propósito de diseño principal es la integración en equipos electrónicos donde el espacio es limitado pero se requiere una indicación numérica clara, como en paneles de instrumentación, displays de electrónica de consumo e interfaces de control industrial.

1.1 Características y Ventajas Clave

• Tamaño Compacto del Dígito:Presenta una altura de carácter de 0.28 pulgadas (7.0 mm), lo que lo hace adecuado para aplicaciones con espacio limitado en el panel.
• Calidad Óptica:Diseñado con segmentos continuos y uniformes para una apariencia visual consistente en todo el dígito.
• Eficiencia Energética:Diseñado para un bajo requerimiento de potencia, contribuyendo a un diseño de sistema energéticamente eficiente.
• Legibilidad Superior:Ofrece una excelente apariencia de carácter con alto brillo y alto contraste contra el fondo gris.
• Ángulo de Visión Amplio:Proporciona un amplio ángulo de visión, asegurando la legibilidad desde diversas perspectivas.
• Alta Fiabilidad:Se beneficia de una construcción de estado sólido, lo que conduce a una larga vida operativa y resistencia a golpes y vibraciones.
• Clasificación (Binning) para Consistencia:Los dispositivos se categorizan (binning) por intensidad luminosa, permitiendo un brillo coincidente en displays de múltiples dígitos.
• Cumplimiento Ambiental:El encapsulado está libre de plomo, fabricado de acuerdo con la directiva de Restricción de Sustancias Peligrosas (RoHS).

1.2 Identificación del Dispositivo

El número de parte LTS-2801AKS denota específicamente un display LED AlInGaP de emisión amarilla con una configuración eléctrica de ánodo común e incluye un punto decimal a la derecha. Esta convención de nomenclatura permite una identificación precisa de las características ópticas y eléctricas del dispositivo.

2. Información Mecánica y del Encapsulado

El display está alojado en un encapsulado LED estándar diseñado para montaje a través de orificio en placas de circuito impreso (PCB). En la hoja de datos se proporcionan planos dimensionales detallados, especificando la huella general, la ubicación de los segmentos y las posiciones de los pines. Las notas mecánicas críticas incluyen tolerancias de ±0.25mm en la mayoría de las dimensiones, especificaciones sobre imperfecciones cosméticas permitidas (como material extraño o burbujas dentro del área del segmento) y tolerancias de posición de los pines. El fabricante recomienda un diámetro de orificio en el PCB de 1.0 mm para un ajuste mecánico óptimo y una fiabilidad de la soldadura.

3. Configuración Eléctrica y Pinout

3.1 Diagrama de Circuito Interno

El dispositivo emplea una configuración de ánodo común. Esto significa que los terminales del ánodo (lado positivo) de todos los segmentos LED y del punto decimal están conectados internamente a pines comunes. Cada segmento individual (A a G) y el punto decimal (D.P.) tiene su propio pin de cátodo (negativo) dedicado. Esta configuración es típica para circuitos de excitación multiplexados, donde los ánodos comunes se alimentan selectivamente mientras se conectan a tierra los pines de cátodo apropiados para iluminar segmentos específicos.

3.2 Tabla de Conexión de Pines

El dispositivo de 10 pines tiene la siguiente configuración de pinout: Pin 1: Cátodo para el segmento E; Pin 2: Cátodo para el segmento D; Pin 3: Ánodo Común; Pin 4: Cátodo para el segmento C; Pin 5: Cátodo para el Punto Decimal (D.P.); Pin 6: Cátodo para el segmento B; Pin 7: Cátodo para el segmento A; Pin 8: Ánodo Común (segunda conexión); Pin 9: Cátodo para el segmento G; Pin 10: Cátodo para el segmento F. Los dos pines de ánodo común (3 y 8) están conectados internamente y proporcionan flexibilidad de diseño para la distribución de corriente.

4. Valores Máximos Absolutos y Características

4.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. No están destinados para operación normal. Los límites clave incluyen: Disipación de potencia máxima por segmento: 70 mW; Corriente directa de pico por segmento (en condiciones pulsadas: ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms): 60 mA; Corriente directa continua por segmento: 25 mA a 25°C, reducción lineal por encima de esta temperatura; Tensión inversa por segmento: 5 V (Nota: esto es solo para fines de prueba, no se admite operación en polarización inversa continua); Rango de temperatura de operación y almacenamiento: -35°C a +105°C. La hoja de datos también especifica condiciones de soldadura, limitando la temperatura en el plano de asiento a un máximo de 260°C durante 5 segundos durante el ensamblaje.

4.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden en condiciones típicas (Ta=25°C) y definen el rendimiento esperado. Las especificaciones clave incluyen: Intensidad Luminosa Promedio por Segmento (Iv): 500 ucd (mín), 1400 ucd (típ) a una corriente directa (If) de 1 mA; Longitud de Onda de Emisión de Pico (λp): 588 nm (típ) a If=20mA; Ancho Medio de Línea Espectral (Δλ): 15 nm (típ); Longitud de Onda Dominante (λd): 587 nm (típ); Tensión Directa por Chip (Vf): 2.0 V (mín), 2.60 V (típ) a If=20mA; Corriente Inversa por Segmento (Ir): 100 µA (máx) a Vr=5V; Relación de Coincidencia de Intensidad Luminosa: 2:1 (máx) para segmentos dentro del mismo dispositivo. Notas importantes aclaran que la intensidad luminosa se mide con un filtro de respuesta ocular estándar CIE y que la tensión inversa especificada es únicamente para pruebas de corriente de fuga, no para operación funcional.

5. Curvas de Rendimiento y Datos Gráficos

La hoja de datos incluye una sección para curvas de rendimiento típicas. Estos gráficos representan visualmente la relación entre parámetros clave, proporcionando a los diseñadores una comprensión más profunda del comportamiento del dispositivo más allá de los valores mínimos, típicos y máximos tabulados. Si bien las curvas específicas no se detallan en el texto proporcionado, los gráficos típicos para tal dispositivo incluirían: Corriente Directa (If) vs. Tensión Directa (Vf), mostrando la característica IV del diodo; Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (If), indicando cómo escala la salida de luz con la corriente de excitación; Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (Ta), demostrando la dependencia térmica del brillo; y posiblemente un gráfico de distribución espectral mostrando la intensidad de la luz emitida a través de las longitudes de onda, centrada alrededor del pico de 588 nm.

6. Pruebas de Fiabilidad y Calificaciones

El dispositivo se somete a una serie completa de pruebas de fiabilidad basadas en estándares de la industria establecidos (MIL-STD, JIS). Esto asegura su robustez y longevidad en el campo. El régimen de pruebas incluye:Vida de Operación (RTOL):1000 horas de operación continua a corriente máxima nominal en condiciones de temperatura ambiente.Pruebas de Estrés Ambiental:Almacenamiento a Alta Temperatura y Alta Humedad (65°C, 90-95% HR durante 500Hrs), Almacenamiento a Alta Temperatura (105°C durante 1000Hrs), Almacenamiento a Baja Temperatura (-35°C durante 1000Hrs).Pruebas de Estrés Mecánico:Ciclos de Temperatura (30 ciclos entre -35°C y 105°C) y Choque Térmico (30 ciclos entre -35°C y 105°C con transiciones rápidas).Pruebas de Validación de Proceso:Resistencia a la Soldadura (260°C durante 10 segundos) y Soldabilidad (245°C durante 5 segundos) para verificar la integridad de los pines del encapsulado durante el ensamblaje.

7. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

7.1 Proceso de Soldadura Automatizada

Para procesos de soldadura por ola o reflujo, la recomendación es limitar la temperatura en un punto 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.6 mm) por debajo del plano de asiento (donde el cuerpo del encapsulado se encuentra con el PCB) a un máximo de 260°C durante una duración no superior a 5 segundos. Este perfil ayuda a prevenir daños térmicos a los chips LED internos y al material epoxi del encapsulado.

7.2 Proceso de Soldadura Manual

Cuando se utiliza un soldador manual, se debe tener cuidado de localizar el calor. La directriz es aplicar la punta del soldador 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento durante un máximo de 5 segundos, con la temperatura de la punta controlada a 350°C ±30°C. El uso de un soldador con control de temperatura y un operador calificado es crucial para evitar exceder estos límites.

8. Precauciones Críticas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

Esta sección contiene información vital para el ingeniero de diseño para garantizar una operación segura y fiable del display. Las precauciones clave incluyen:Uso Previsto:El display está diseñado para equipos electrónicos ordinarios. Las aplicaciones que requieren una fiabilidad excepcional o donde una falla podría comprometer la seguridad (aviación, médica, etc.) requieren consulta previa.Adherencia a los Valores Nominales:La operación fuera de los Valores Máximos Absolutos anula la responsabilidad por daños.Gestión Térmica y de Corriente:Exceder las corrientes de excitación recomendadas o las temperaturas de operación puede causar una degradación severa de la salida de luz o una falla prematura. La corriente de operación segura debe reducirse para altas temperaturas ambiente.Diseño del Circuito de Excitación:Se recomienda encarecidamente la excitación por corriente constante para un brillo y longevidad consistentes. El circuito debe diseñarse para acomodar el rango completo de tensión directa (Vf) especificado para garantizar que se suministre la corriente objetivo. Además, el circuito debe incorporar protección contra tensiones inversas y transitorios de tensión que puedan ocurrir durante los ciclos de encendido. La operación en polarización inversa debe evitarse estrictamente.

9. Notas de Aplicación y Perspectivas de Diseño

9.1 Escenarios de Aplicación Típicos

El LTS-2801AKS es idealmente adecuado para aplicaciones que requieren una lectura numérica compacta de un solo dígito. Los usos comunes incluyen: medidores de panel para visualización de voltaje, corriente o temperatura; relojes y temporizadores digitales; paneles de control de electrodomésticos (por ejemplo, hornos microondas, lavadoras); interfaces de equipos de prueba y medición; y displays de estado de controladores industriales. Su color amarillo ofrece buena visibilidad y a menudo se elige para indicadores de precaución o estado.

9.2 Consideraciones de Diseño de Circuito

Diseñar con este display requiere atención a varios factores. Debido a su configuración de ánodo común, se necesita un CI controlador adecuado (como un decodificador/controlador de 7 segmentos) o pines GPIO de microcontrolador configurados como sumideros de corriente. Las resistencias limitadoras de corriente deben calcularse en función del voltaje de alimentación, la tensión directa del LED (usando el Vf máximo para el diseño del peor caso) y la corriente directa deseada. Para multiplexar múltiples dígitos, la corriente de pico por segmento puede ser mayor que la nominal en CC, pero la corriente promedio debe permanecer dentro del límite de corriente directa continua, considerando el ciclo de trabajo. Debe considerarse la disipación de calor si se opera cerca de los valores nominales máximos o en altas temperaturas ambiente.

9.3 Guía de Comparación y Selección

Al seleccionar un display, compare los parámetros clave: altura del dígito (0.28\" es relativamente pequeño), color (amarillo AlInGaP vs. rojo GaAsP o verde/azul InGaN), brillo (clasificación de intensidad luminosa), tensión directa (impacta el diseño del controlador y el consumo de energía) y ángulo de visión. Las ventajas del LTS-2801AKS radican en su eficiente tecnología AlInGaP para luz amarilla, buen brillo y cumplimiento RoHS. Los diseñadores deben verificar que sus características ópticas y eléctricas se alineen con los requisitos específicos de brillo, color, presupuesto de potencia y voltaje de excitación disponible en su aplicación.