Hoja de Datos del Display LED LTS-5003AJD - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Rojo AlInGaP - Tensión Directa 2.6V - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTS-5003AJD es un display alfanumérico de un dígito y siete segmentos, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. Su función principal es proporcionar una salida visual altamente legible para datos digitales. La ventaja principal de este dispositivo radica en el uso de la avanzada tecnología de chips LED (diodo emisor de luz) de Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio (AlInGaP). Este sistema de materiales es conocido por producir luz roja de alta eficiencia, lo que contribuye directamente a los beneficios clave del display: alta intensidad luminosa, excelente contraste y apariencia superior de los caracteres. El dispositivo está categorizado por intensidad luminosa, garantizando niveles de brillo consistentes entre lotes de producción. Su mercado objetivo incluye paneles de control industrial, equipos de prueba y medición, electrodomésticos y cualquier sistema embebido donde se requiera un indicador numérico confiable y de bajo consumo.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad del display. Bajo una condición de prueba estándar de una corriente directa (IF) de 10mA, la intensidad luminosa promedio (Iv) varía desde un mínimo de 320 µcd hasta un máximo típico de 700 µcd. Este alto brillo es un resultado directo de la eficiencia del chip AlInGaP. Las características de color están definidas por longitudes de onda específicas: la longitud de onda de emisión pico (λp) es típicamente de 656 nanómetros (nm), mientras que la longitud de onda dominante (λd) es de 640 nm, ubicándolo firmemente en la región roja del espectro visible. El ancho medio espectral (Δλ) es de 22 nm, indicando una emisión de color relativamente pura. Un parámetro crítico para la uniformidad de múltiples segmentos es la relación de coincidencia de intensidad luminosa, especificada con un máximo de 2:1 entre segmentos a IF=10mA, asegurando una iluminación equilibrada en todo el dígito.

2.2 Características Eléctricas

Los parámetros eléctricos definen los límites de operación y los requisitos de potencia. Las especificaciones absolutas máximas establecen límites estrictos: la corriente directa continua por segmento es de 25 mA, con un factor de reducción de 0.33 mA/°C por encima de 25°C. La corriente directa pico, para operación pulsada (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 0.1ms), puede alcanzar los 90 mA. La tensión inversa máxima por segmento es de 5V. En condiciones normales de operación (IF=20mA), la tensión directa (VF) por segmento típicamente varía entre 2.1V y 2.6V. La corriente inversa (IR) es un máximo de 100 µA a VR=5V. La disipación de potencia por segmento no debe exceder los 70 mW.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación de -35°C a +85°C, con un rango de temperatura de almacenamiento idéntico. Este amplio rango lo hace adecuado para diversas condiciones ambientales. La especificación de temperatura de soldadura es crucial para el ensamblaje: el dispositivo puede soportar 260°C durante 3 segundos en un punto a 1/16 de pulgada (aproximadamente 1.59 mm) por debajo del plano de asiento, lo cual es una referencia estándar para procesos de soldadura por ola o de reflujo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

La hoja de datos indica que el dispositivo está \"categorizado por intensidad luminosa.\" Esto implica un sistema de clasificación (binning) basado en la salida de luz medida a una corriente fija (probablemente 10mA). Aunque los códigos de clasificación específicos no se detallan en este documento, dicho sistema garantiza que los clientes reciban displays con niveles de brillo consistentes y predecibles. Los diseñadores pueden seleccionar clasificaciones apropiadas para los requisitos de contraste de su aplicación, utilizando clasificaciones de mayor intensidad típicamente para condiciones de alta luz ambiental.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a \"Curvas Típicas de Características Eléctricas/Ópticas,\" las cuales son esenciales para trabajos de diseño detallado. Aunque las gráficas específicas no se proporcionan en el texto, las curvas típicas para un dispositivo de este tipo incluirían:Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V): Muestra la relación no lineal entre corriente y tensión, crucial para diseñar circuitos limitadores de corriente.Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa (Curva I-L): Demuestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, ayudando a optimizar el equilibrio entre brillo y consumo de energía.Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente: Esta curva muestra cómo la salida de luz disminuye al aumentar la temperatura, lo cual es vital para diseños que operan a altas temperaturas.

5. Información Mecánica y del Paquete

El dispositivo presenta un paquete estándar de display de siete segmentos de un dígito con 10 pines. La altura del dígito es de 0.56 pulgadas (14.22 mm). El dibujo de dimensiones del paquete (referenciado pero no detallado en el texto) proporcionaría datos mecánicos críticos. El dispositivo tiene una cara gris con segmentos blancos, lo que mejora el contraste al reducir la luz ambiental reflejada desde las áreas no iluminadas. La conexión de pines está claramente definida: los pines 3 y 8 son los cátodos comunes, mientras que los pines 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9 y 10 son los ánodos para los segmentos E, D, C, Punto Decimal, B, A, F y G respectivamente. El diagrama del circuito interno confirma una configuración de cátodo común, donde todos los cátodos de los segmentos LED están conectados internamente.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

El cumplimiento de la especificación máxima absoluta para la temperatura de soldadura es primordial. La especificación de 260°C durante 3 segundos, medida a 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento, está diseñada para prevenir daños térmicos a los chips LED y al paquete de epoxi. Para soldadura por reflujo, debe utilizarse un perfil que se mantenga dentro de este límite. Deben observarse las precauciones estándar para el manejo de dispositivos sensibles a descargas electrostáticas (ESD), aunque no se indique explícitamente, ya que los LED son generalmente susceptibles a la ESD. El almacenamiento debe realizarse dentro del rango especificado de -35°C a +85°C en un ambiente de baja humedad.

7. Información de Empaquetado y Pedido

El código principal de pedido es LTS-5003AJD. La descripción \"Rt. Hand Decimal\" en la tabla de números de parte sugiere que esta versión incluye un punto decimal a la derecha. Los detalles de empaquetado (tubo, bandeja o carrete) y cantidades no se detallan en este extracto. \"Spec No.: DS30-2001-364\" y \"BNS-OD-FC001/A4\" son números de control de documentos internos.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este display es ideal para cualquier dispositivo que requiera un solo dígito numérico. Las aplicaciones comunes incluyen: multímetros digitales, contadores de frecuencia, displays de reloj (para segundos o minutos), controles de temporizador industrial, paneles de control de electrodomésticos (por ejemplo, hornos, microondas) y paneles indicadores de estado que muestran un solo parámetro como un número de canal o un código de error.

8.2 Consideraciones de Diseño

Limitación de Corriente: Cada segmento debe ser accionado con una resistencia limitadora de corriente. El valor de la resistencia se calcula usando la fórmula R = (Vcc - VF) / IF, donde VF es la tensión directa (usar el máximo de 2.6V para mayor confiabilidad), Vcc es la tensión de alimentación e IF es la corriente directa deseada (no debe exceder los 25 mA continuos).Circuitería de Control (Driver): Al ser un dispositivo de cátodo común, es mejor accionado por un microcontrolador o un CI decodificador que pueda sumidero de corriente (poner el cátodo común a bajo nivel) y suministrar corriente a los ánodos de los segmentos individuales. La multiplexación de múltiples dígitos es una técnica común, pero este es un dispositivo de un solo dígito.Ángulo de Visión: La hoja de datos afirma un amplio ángulo de visión, lo cual es beneficioso para paneles vistos desde posiciones fuera del eje.

9. Comparación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como los LED rojos estándar de GaAsP o GaP, la tecnología AlInGaP en el LTS-5003AJD ofrece una eficiencia luminosa significativamente mayor, resultando en un mayor brillo para la misma corriente de accionamiento. En comparación con alternativas contemporáneas, sus diferenciadores clave son la altura específica de dígito de 0.56 pulgadas, el color rojo de alta eficiencia y la configuración de cátodo común. Los displays con dígitos más grandes, diferentes colores (por ejemplo, verde, amarillo) o configuraciones de ánodo común satisfarían diferentes necesidades de diseño.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de los dos pines de cátodo común (3 y 8)?

R: Están conectados internamente. Tener dos pines proporciona una mejor distribución de corriente y estabilidad mecánica, y permite flexibilidad en el diseño del PCB.

P: ¿Puedo accionar este display directamente desde un pin de un microcontrolador de 5V?

R: No. Debes usar una resistencia limitadora de corriente. Por ejemplo, con una fuente de alimentación de 5V y un objetivo IF de 20mA, y usando VF(máx)=2.6V, el valor de la resistencia sería (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohmios. Siempre verifica la capacidad de suministro de corriente del pin del microcontrolador.

P: ¿Qué significa \"bajo requisito de potencia\" cuantitativamente?

R: En un punto de operación típico de 10mA por segmento y VF=2.6V, la potencia por segmento es de 26 mW. Iluminar los 7 segmentos (más el punto decimal) consumiría un total de 80mA, consumiendo aproximadamente 208 mW, lo cual es relativamente bajo para un display brillante.

P: ¿Cómo se mide la intensidad luminosa?

R: Como se indica, se mide con un sensor y un filtro que se aproxima a la curva de respuesta del ojo fotópico CIE, asegurando que la medición se correlacione con la percepción humana del brillo.

11. Caso de Uso Práctico

Considere diseñar un tacómetro digital simple para un motor. Un microcontrolador mide la frecuencia de pulsos de un sensor. Este valor de frecuencia se convierte a RPM. El dígito más significativo de las RPM (por ejemplo, el dígito de las \"unidades de millar\") podría mostrarse usando el LTS-5003AJD. El microcontrolador calcularía qué segmentos (A-G) iluminar para formar ese dígito, luego pondría el cátodo común a bajo nivel y establecería los pines de ánodo correspondientes a alto nivel a través de resistencias limitadoras de corriente. El alto brillo garantiza la legibilidad en un entorno de taller.

12. Principio de Funcionamiento

El dispositivo opera bajo el principio de electroluminiscencia en una unión p-n de semiconductor. Cuando se aplica una tensión directa que excede la tensión de encendido del diodo a través de un segmento (ánodo positivo, cátodo negativo), los electrones y los huecos se recombinan en la región activa del material semiconductor AlInGaP. Esta recombinación libera energía en forma de fotones, produciendo luz roja. La composición específica de la aleación de AlInGaP determina la energía del bandgap, que define directamente la longitud de onda (color) de la luz emitida. Los siete segmentos son LED independientes dispuestos en un patrón de figura de ocho; al energizar selectivamente diferentes combinaciones de estos segmentos, se pueden formar todos los dígitos numéricos del 0 al 9.

13. Tendencias Tecnológicas

Si bien los displays de siete segmentos siguen siendo una solución robusta y rentable para lecturas numéricas, la tendencia más amplia en la tecnología de displays es hacia una mayor integración y flexibilidad. Los módulos de múltiples dígitos con controladores integrados (I2C, SPI) son cada vez más comunes, reduciendo el número de pines del microcontrolador y la sobrecarga de software. Además, los displays de matriz de puntos y OLED ofrecen capacidades alfanuméricas y gráficas en paquetes de tamaño similar. Sin embargo, para aplicaciones que requieren solo un dígito numérico simple, brillante, confiable y eficiente en energía, los LED discretos de siete segmentos como el LTS-5003AJD, especialmente aquellos que utilizan materiales de alta eficiencia como AlInGaP, continúan siendo una opción relevante y óptima debido a su simplicidad, durabilidad y excelente contraste en diversas condiciones de iluminación.