Hoja de Datos del Display LED LTS-367KR-02 - Altura de Dígito 0.36 Pulgadas - Color Rojo Súper - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-367KR-02 es un display de diodos emisores de luz (LED) de siete segmentos y un solo dígito, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. Su función principal es representar visualmente los dígitos del 0 al 9 y algunas letras mediante la iluminación selectiva de sus siete segmentos individuales (etiquetados de la A a la G) y un punto decimal opcional. El dispositivo está construido utilizando chips LED avanzados de AS-AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) crecidos sobre un sustrato de Arseniuro de Galio (GaAs). Esta tecnología de material se elige específicamente por su capacidad para producir luz roja súper de alto brillo con excelente eficiencia. El display presenta una cara gris, que mejora el contraste, y marcas de segmentos blancas para una definición óptima del carácter cuando está apagado. Está categorizado por intensidad luminosa, lo que significa que las unidades se clasifican y prueban para garantizar niveles de brillo consistentes, lo cual es crítico para displays de múltiples dígitos donde la uniformidad es clave.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

El LTS-367KR-02 ofrece varias ventajas clave que lo hacen adecuado para una gama de aplicaciones industriales y de consumo. Su alto brillo y alto contraste garantizan una excelente legibilidad incluso en entornos muy iluminados o a distancia. El amplio ángulo de visión permite ver el carácter mostrado claramente desde varias posiciones, no solo de frente. El dispositivo cuenta con una fiabilidad de estado sólido, lo que significa que no tiene partes móviles, es resistente a golpes y vibraciones, y ofrece una larga vida operativa en comparación con otras tecnologías de visualización como las incandescentes o las de fluorescencia de vacío (VFD). Tiene un bajo requerimiento de potencia, lo que lo hace energéticamente eficiente y adecuado para dispositivos alimentados por batería. Los segmentos continuos y uniformes proporcionan una apariencia de carácter limpia y profesional. Sus mercados objetivos principales incluyen paneles de instrumentación (por ejemplo, multímetros, contadores de frecuencia), sistemas de control industrial, terminales punto de venta, cuadros de mando automotrices (para displays auxiliares), equipos médicos y electrodomésticos donde se requiere una indicación numérica clara.

2. Interpretación Profunda de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico se define a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C. LaIntensidad Luminosa Promedio (Iv)es la medida principal del brillo. La hoja de datos especifica un mínimo de 200 µcd, un valor típico de 2100 µcd y un máximo de 750 µcd cuando se prueba con una corriente directa (IF) de 1mA. A una corriente de accionamiento más alta de 10mA, la intensidad típica aumenta significativamente a 9750 µcd. Esta relación no lineal entre corriente y brillo es típica de los LED y se detalla en las curvas características. LaLongitud de Onda de Emisión Pico (λp)es de 639 nanómetros (nm), que se encuentra dentro de la porción roja del espectro visible. LaLongitud de Onda Dominante (λd)es de 631 nm. Mientras que la longitud de onda pico es el punto de máxima potencia espectral, la longitud de onda dominante es la percepción monocromática del color por el ojo humano, que es más relevante para aplicaciones de visualización. LaAncho de Media Línea Espectral (Δλ)es de 20 nm, lo que indica la pureza espectral o la dispersión de la luz emitida alrededor de la longitud de onda pico; un valor más pequeño indica una luz más monocromática. LaRelación de Coincidencia de Intensidad Luminosapara segmentos dentro de la misma área de luz se especifica como máximo 2:1 cuando se acciona a 1mA, lo que significa que el segmento más brillante no debe ser más del doble de brillante que el más tenue, asegurando uniformidad visual.

2.2 Parámetros Eléctricos

El parámetro eléctrico clave es laTensión Directa por Segmento (VF). Tiene un valor típico de 2.6 Voltios y un máximo de 2.6V cuando el segmento se acciona con una corriente de 10mA. El mínimo se indica como 2.1V. Esta tensión directa es crucial para diseñar el circuito limitador de corriente. LaCorriente Inversa por Segmento (IR)es un máximo de 100 µA cuando se aplica una polarización inversa de 5V, lo que indica las características de fuga del dispositivo en estado apagado. LaCorriente Directa Continua por Segmentoestá clasificada en 25 mA en condiciones estándar. Se proporciona un factor de reducción de 0.33 mA/°C, lo que significa que la corriente continua máxima permitida disminuye en 0.33 mA por cada grado Celsius que la temperatura ambiente supera los 25°C para evitar sobrecalentamiento y garantizar la fiabilidad.

2.3 Especificaciones Máximas Absolutas y Características Térmicas

Estas especificaciones definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. LaDisipación de Potencia por Segmentono debe exceder los 70 mW. LaCorriente Directa Pico por Segmentopuede alcanzar los 90 mA, pero solo en condiciones pulsadas (frecuencia de 1 kHz, ciclo de trabajo del 10%), permitiendo breves períodos de mayor brillo sin sobrecalentamiento. LaTensión Inversa por Segmentonunca debe exceder los 5V. El dispositivo está clasificado para unRango de Temperatura de Operaciónde -35°C a +85°C y un idénticoRango de Temperatura de Almacenamiento. LaTemperatura de Soldaduraes crítica para el ensamblaje: los terminales pueden soportar 260°C durante 3 segundos, medidos a 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.59 mm) por debajo del plano de asiento del cuerpo del encapsulado. Exceder estos límites térmicos durante la soldadura puede dañar las conexiones internas de alambre o el propio chip LED.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo estácategorizado por intensidad luminosa. Este es un proceso de clasificación donde los LED fabricados se prueban y clasifican en grupos (bins) según su salida de luz medida a una corriente de prueba específica. Esto garantiza que los diseñadores que adquieren múltiples displays para un solo producto reciban unidades con brillo muy similar, evitando lecturas de múltiples dígitos desiguales o irregulares. Si bien los códigos de clasificación específicos no se detallan en esta hoja de datos pública, generalmente se proporcionan en documentación separada o están disponibles bajo pedido para pedidos de gran volumen. La longitud de onda dominante de 631 nm también es un parámetro de color clave que se controlaría dentro de cierta tolerancia durante la fabricación, aunque aquí no se menciona un esquema formal de clasificación por longitud de onda.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia aCurvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas. Si bien los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, las curvas estándar para tal dispositivo normalmente incluirían:1. Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V): Este gráfico mostraría cómo la salida de luz aumenta con la corriente de accionamiento, inicialmente de forma lineal a corrientes bajas y luego tendiendo a saturarse a corrientes más altas debido a efectos térmicos y caída de eficiencia.2. Tensión Directa vs. Corriente Directa: Esto muestra la relación exponencial, crítica para diseñar controladores de corriente constante.3. Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente: Esta curva demuestra la reducción térmica de la salida de luz; a medida que aumenta la temperatura, la intensidad luminosa generalmente disminuye para los LED de AlInGaP.. Spectral Distribution4. Distribución Espectral

: Un gráfico que muestra la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda, centrada alrededor del pico de 639 nm con un ancho de media línea de 20 nm. Estas curvas son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (diferentes corrientes, temperaturas) y para optimizar el diseño para rendimiento y longevidad.

5. Información Mecánica y del EncapsuladoEl dispositivo se suministra en un encapsulado estándar de orificio pasante con 10 pines en un paso de 0.1 pulgadas (2.54 mm). Las dimensiones generales del encapsulado se proporcionan en un dibujo (no se detallan completamente en el texto, pero las notas indican que todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia general de ±0.25 mm). Una nota específica menciona que latolerancia de desplazamiento de la punta del pines de ± 0.4 mm, lo cual es importante para la colocación de orificios en la PCB y los procesos de soldadura por ola. ElDiagrama de Circuito Internomuestra que esta es una configuración deCátodo Común

. Todos los cátodos de los segmentos LED (y el punto decimal) están conectados internamente y salen a dos pines: Pin 1 y Pin 6, que también están conectados internamente entre sí. Esto significa que para iluminar un segmento, su pin de ánodo correspondiente debe ser activado a nivel alto (con una resistencia limitadora de corriente) mientras que el/los pin(es) de cátodo común están conectados a tierra. El punto decimal está ubicado en el lado derecho del dígito.

6. Directrices de Soldadura y EnsamblajeLa directriz principal es elperfil de temperatura de soldadura: 260°C máximo durante 3 segundos, medido en un punto a 1/16 de pulgada (1.59 mm) desde la parte inferior del cuerpo del encapsulado. Esto se logra típicamente utilizando un proceso controlado de soldadura por ola o soldadura selectiva. Para soldadura manual, se debe tener extremo cuidado para aplicar calor brevemente y evitar tocar el cuerpo del encapsulado directamente con la punta del soldador. Se recomienda el uso de un disipador de calor en el terminal entre la unión y el encapsulado. El dispositivo se especifica como unencapsulado sin plomo (según RoHS)

, lo que significa que es compatible con aleaciones de soldadura sin plomo que generalmente tienen puntos de fusión más altos que la soldadura tradicional de estaño-plomo, haciendo que el cumplimiento del límite de temperatura sea aún más crítico. Después de la soldadura, puede ser necesaria una limpieza para eliminar residuos de fundente, pero se debe tener cuidado con la selección del solvente para evitar dañar la lente de plástico o las marcas.

7. Información de Empaquetado y PedidoEl número de parte esLTS-367KR-02

. La convención de nomenclatura probablemente se desglosa de la siguiente manera: LTS (familia de productos/tipo de display), 367 (posiblemente indicando tamaño de 0.36 pulgadas y 7 segmentos), KR (probablemente denotando color: Rojo Súper, y quizás estilo de encapsulado), y -02 (un código de revisión o variante). El dispositivo se suministra típicamente en tubos o bandejas antiestáticas para proteger los pines de daños y prevenir descargas electrostáticas (ESD). El empaquetado en carrete para ensamblaje automatizado también es común para pedidos de gran volumen, pero el ancho de la cinta, el tamaño del bolsillo y el diámetro del carrete se especificarían en un documento de especificación de empaquetado separado. La etiqueta en el empaquetado debe indicar claramente el número de parte, la cantidad, el código de fecha y posiblemente el código de clasificación de intensidad luminosa.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación TípicosEste display es ideal para cualquier aplicación que requiera un solo dígito altamente legible. Ejemplos incluyen:Equipos de Prueba y Medición: Como indicador de rango o modo en multímetros portátiles.Controles Industriales: Mostrando puntos de ajuste, contadores o códigos de error en paneles de control.Electrónica de Consumo: Mostrando números de canal en equipos de audio/video antiguos, lecturas de temporizador en electrodomésticos.Mercado de Accesorios Automotrices: Medidores auxiliares para voltaje, temperatura o presión de sobrealimentación.Dispositivos Médicos

: Displays simples de parámetros en monitores o herramientas de diagnóstico donde la fiabilidad es primordial.

8.2 Consideraciones de DiseñoLimitación de Corriente: Cada ánodo de segmento debe ser accionado a través de una resistencia limitadora de corriente en serie. El valor de la resistencia se calcula usando R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es la tensión directa (típ. 2.6V) e IF es la corriente directa deseada (por ejemplo, 10mA para alto brillo). Usar un CI controlador de corriente constante puede proporcionar mejor uniformidad y control del brillo, especialmente a través de la temperatura.Multiplexación: Para displays de múltiples dígitos, se utiliza un esquema de multiplexación donde los dígitos se iluminan uno a la vez rápidamente. El diseño de cátodo común del LTS-367KR-02 es muy adecuado para esto, ya que el cátodo puede conmutarse a tierra para el dígito activo mientras se accionan los ánodos de los segmentos deseados. La especificación de corriente pico permite corrientes pulsadas más altas durante la multiplexación para compensar el ciclo de trabajo reducido.Ángulo de Visión

: El amplio ángulo de visión debe considerarse al posicionar el display en la carcasa del producto final para asegurar que la audiencia prevista pueda verlo claramente.

9. Comparación TécnicaEn comparación con los antiguosdisplays LED rojos de GaAsP (Fosfuro de Arseniuro de Galio), la tecnología AlInGaP en el LTS-367KR-02 ofrece un brillo y eficiencia significativamente mayores, permitiendo corrientes de accionamiento más bajas para lograr la misma visibilidad o una visibilidad mucho mayor a corrientes similares. También proporciona un color más saturado, "rojo súper". En comparación con losDisplays de Fluorescencia de Vacío (VFD), este display LED es más robusto, tiene una vida útil mucho más larga, opera a voltajes más bajos y no requiere una fuente de alimentación de alto voltaje dedicada. Sin embargo, los VFD pueden ofrecer un ángulo de visión más amplio y una estética diferente. En comparación con los modernosdisplays OLED

, este LED de siete segmentos es mucho más simple, más confiable en temperaturas extremas y mucho más rentable para aplicaciones que solo necesitan mostrar números. Su simplicidad también se traduce en una menor carga para el microcontrolador para el accionamiento.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)P: ¿Puedo accionar este display directamente con un pin de microcontrolador de 5V?

R: No. La tensión directa típica es de 2.6V, y un pin de microcontrolador que emite 5V necesitaría una resistencia en serie para limitar la corriente a un valor seguro (por ejemplo, 10-20mA). El valor de la resistencia sería aproximadamente (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 Ohmios.P: ¿Por qué hay dos pines de cátodo común (1 y 6)?

R: Están conectados internamente. Esto proporciona flexibilidad de diseño (por ejemplo, conectar a tierra en dos lugares para una mejor distribución de corriente) y redundancia en caso de que falle una conexión de pin durante la soldadura.P: ¿Qué significa "categorizado por intensidad luminosa" para mi diseño?

R: Significa que puede pedir piezas del mismo bin de intensidad para asegurar que todos los dígitos en su display de múltiples dígitos tengan un brillo uniforme. Si la uniformidad es crítica, debe especificar el código de bin al realizar el pedido.P: ¿Puedo usar este display en exteriores?

R: El rango de temperatura de operación se extiende de -35°C a +85°C, lo que cubre muchas condiciones exteriores. Sin embargo, el encapsulado de plástico puede degradarse con la exposición prolongada a la luz solar directa UV, y el display no es inherentemente impermeable. Sería necesaria una cubierta protectora apropiada o un recubrimiento conformado para uso exterior severo.

11. Caso Práctico de Diseño y UsoCaso: Diseñando un Contador Digital Simple. Un diseñador necesita un contador de 3 dígitos para una línea de producción industrial. Selecciona tres displays LTS-367KR-02. Diseña una PCB con los displays en fila. Se utiliza un microcontrolador (por ejemplo, un ATmega328) para contar pulsos de un sensor. El microcontrolador acciona los displays en una configuración multiplexada. Utiliza 7 pines de E/S conectados a los ánodos de segmento (A-G) de los tres displays a través de resistencias limitadoras de corriente (por ejemplo, 220Ω para ~10mA desde una fuente de 5V). Se utilizan tres pines de E/S adicionales para controlar transistores NPN (o un CI controlador dedicado como un ULN2003) que conmutan las líneas de cátodo común de cada dígito a tierra en secuencia. El firmware ilumina cada dígito durante unos milisegundos, ciclando rápidamente para crear la ilusión de que los tres están encendidos simultáneamente. El alto brillo asegura que la cuenta sea visible en el piso de la fábrica. La intensidad luminosa categorizada de los displays, solicitada en el mismo bin, garantiza que los tres dígitos aparezcan igualmente brillantes para el operador.

12. Introducción al Principio

El principio operativo se basa en laelectroluminiscenciaen una unión p-n de semiconductor. El material semiconductor AlInGaP tiene una energía de banda prohibida específica. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral de la unión (aproximadamente 2.1-2.6V), los electrones de la región tipo n y los huecos de la región tipo p se inyectan en la región activa donde se recombinan. Esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz). La longitud de onda (color) de la luz emitida está directamente determinada por la energía de banda prohibida del material AlInGaP, que está diseñado para producir luz roja alrededor de 631-639 nm. Cada uno de los siete segmentos (y el punto decimal) es un LED separado con su propia conexión de ánodo, pero comparten una conexión de cátodo común, formando el circuito eléctrico mostrado en la hoja de datos.

13. Tendencias de Desarrollo

Si bien los displays LED discretos de siete segmentos como el LTS-367KR-02 siguen siendo vitales para lecturas numéricas simples, fiables y rentables, la tendencia más amplia en la tecnología de visualización es hacia la integración y flexibilidad. Esto incluye:Displays con Controlador Integrado: Módulos que incluyen los dígitos LED, resistencias limitadoras de corriente e incluso un microcontrolador simple o CI controlador (como aquellos con interfaces I2C o SPI) para reducir el recuento de componentes y los requisitos de E/S del microcontrolador para el diseñador del sistema.Mayor Densidad y Multifunción: Grupos de dígitos con iconos o símbolos adicionales en un solo encapsulado.Avance en la Tecnología LED: Las mejoras continuas en los materiales AlInGaP e InGaN (para otros colores) continúan impulsando la eficiencia (lúmenes por vatio) y el brillo más alto, permitiendo un menor consumo de energía o una mayor visibilidad. Sin embargo, el display de siete segmentos de orificio pasante y cátodo común continúa sirviendo como una solución robusta, bien comprendida y altamente confiable para innumerables aplicaciones donde su simplicidad es una ventaja sobre displays gráficos o de matriz de puntos más complejos.