Hoja de Datos del Display LED LTC-5689KY - Altura de Dígito 0.56 Pulgadas - Amarillo Ámbar - Tensión Directa 2.6V - Disipación de Potencia 70mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El LTC-5689KY es un módulo de display LED de siete segmentos y triple dígito de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren lecturas numéricas claras y brillantes. Su función principal es proporcionar una salida numérica visual en dispositivos electrónicos como instrumentación, paneles de control industrial, equipos de prueba y electrodomésticos.

La ventaja principal de este display radica en el uso de tecnología LED AlInGaP (Fosfuro de Aluminio, Indio y Galio) para los segmentos. Este sistema de material es reconocido por producir emisión de luz de alta eficiencia en el espectro ámbar/amarillo, ofreciendo un brillo superior y una excelente visibilidad. El dispositivo presenta una cara negra con segmentos blancos, lo que crea una apariencia de alto contraste que mejora la legibilidad, especialmente en diversas condiciones de iluminación ambiental. Los segmentos continuos y uniformes garantizan una apariencia de carácter limpia y profesional.

El mercado objetivo incluye a diseñadores e ingenieros que trabajan en dispositivos donde la eficiencia energética, la fiabilidad y una comunicación visual clara son primordiales. Su intensidad luminosa categorizada y su encapsulado sin plomo y conforme a RoHS lo hacen adecuado para diseños electrónicos modernos y respetuosos con el medio ambiente.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Ópticas

El rendimiento óptico es fundamental para la funcionalidad del display. Con una corriente de prueba estándar de 1mA, la intensidad luminosa media por segmento tiene un valor típico de 2222 µcd (microcandelas), con un valor mínimo especificado de 800 µcd. Este alto nivel de brillo garantiza que los dígitos sean fácilmente visibles. La luz emitida se caracteriza por una longitud de onda pico (λp) y dominante (λd) de 595 nm, situándola firmemente en la región ámbar-amarilla del espectro visible. La anchura media espectral (Δλ) es de 15 nm, lo que indica un color relativamente puro con una dispersión mínima en longitudes de onda adyacentes. La coincidencia de intensidad luminosa entre segmentos se especifica con una relación de 2:1 o mejor, asegurando un brillo uniforme en todo el display para una apariencia consistente.

2.2 Parámetros y Especificaciones Eléctricas

Comprender los límites eléctricos es crucial para un funcionamiento fiable. Las especificaciones absolutas máximas definen los límites operativos:

• Disipación de Potencia por Segmento:70 mW máximo.
• Corriente Directa Continua por Segmento (I_F):25 mA máximo.
• Corriente Directa Pico por Segmento:60 mA máximo, aplicable en condiciones pulsadas (1 kHz, ciclo de trabajo del 10%).
• Derating de Corriente Directa:Es necesario por encima de 25°C a una tasa de 0.33 mA/°C. Esto es crítico para la gestión térmica.
• Tensión Directa por Segmento (V_F):Típicamente 2.6V con I_F= 20 mA, con un máximo de 2.6V. El mínimo es 2.05V.
• Tensión Inversa (V_R):5 V máximo. Superar este valor puede dañar la unión LED.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA máximo con V_R= 5V.

2.3 Especificaciones Térmicas y Ambientales

El dispositivo está clasificado para un rango de temperatura de operación de -35°C a +105°C, y un rango de temperatura de almacenamiento idéntico. Este amplio rango lo hace adecuado para entornos hostiles. La especificación de temperatura de soldadura es crucial para el ensamblaje: el componente puede soportar 260°C durante 3 segundos en un punto situado 1/16 de pulgada por debajo del plano de asiento. Respetar este perfil es esencial para prevenir daños durante el proceso de soldadura por reflujo.

3. Sistema de Categorización y Binning

La hoja de datos establece explícitamente que el dispositivo está "Categorizado por Intensidad Luminosa". Esto significa que los LEDs son probados y clasificados (binned) en función de su salida de luz medida en condiciones de prueba estándar. Este proceso garantiza que los diseñadores reciban componentes con niveles de brillo consistentes, lo cual es vital para aplicaciones donde se utilizan múltiples displays en paralelo o donde se requiere un brillo mínimo específico. Aunque los códigos de binning específicos no se detallan en este extracto, los valores típico (2222 µcd) y mínimo (800 µcd) proporcionan la ventana de rendimiento.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a "Curvas Típicas de Características Eléctricas / Ópticas", que son esenciales para trabajos de diseño detallado. Aunque los gráficos específicos no se proporcionan en el texto, dichas curvas suelen incluir:

• Corriente Directa (I_F) vs. Tensión Directa (V_F):Muestra la relación no lineal, ayudando a diseñar el circuito limitador de corriente.
• Intensidad Luminosa (I_V) vs. Corriente Directa (I_F):Ilustra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, ayudando en la calibración del brillo y los cálculos de eficiencia.
• Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura, importante para aplicaciones de alta temperatura.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la intensidad relativa a través de las longitudes de onda, confirmando el pico de 595 nm y la anchura media de 15 nm.

Los diseñadores deben consultar la hoja de datos completa del fabricante para estos gráficos y realizar cálculos precisos para sus condiciones operativas específicas.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones Físicas y Dibujo

El display tiene una altura de dígito de 0.56 pulgadas (14.2 mm). Las dimensiones del encapsulado se proporcionan en un dibujo con todas las unidades en milímetros. Las tolerancias clave son ±0.25 mm a menos que se especifique lo contrario, y la tolerancia de desplazamiento de la punta del pin es +0.4 mm. Esta información es crítica para diseñar la huella de la placa de circuito impreso (PCB), asegurando un ajuste y alineación adecuados durante el ensamblaje.

5.2 Pinout e Identificación de Polaridad

El dispositivo utiliza un encapsulado DIP (Dual In-line Package) de 14 pines. Está configurado como un display deánodo común multiplexado. Esto significa que los ánodos de los LEDs para cada dígito están conectados internamente (común), mientras que los cátodos para cada segmento (A-G, DP) se comparten entre dígitos. Se proporciona la tabla de conexión de pines:

• Pines 1-7: Cátodos para los segmentos A, B, C, D, E, F, G respectivamente.
• Pin 8: Cátodo común para los tres puntos decimales (DP1, DP2, DP3).
• Pines 9, 10, 11: Ánodos comunes para el Dígito 3, Dígito 2 y Dígito 1 respectivamente.
• Pin 12: Ánodo común para los dos puntos decimales de la derecha (DP4, DP5).
• Pines 13, 14: Cátodos para DP5 y DP4 respectivamente.

El diagrama del circuito interno confirma visualmente esta disposición multiplexada, mostrando tres conjuntos de LEDs de siete segmentos con sus ánodos conectados a las líneas de dígito y sus cátodos a las líneas de segmento.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

Como componente de orificio pasante, el método de ensamblaje principal es la soldadura por ola o soldadura manual. El parámetro crítico proporcionado es el perfil máximo de temperatura de soldadura: 260°C durante 3 segundos, medido a 1.6mm (1/16 de pulgada) por debajo del plano de asiento. Durante el ensamblaje, la temperatura del cuerpo del componente en sí no debe exceder la temperatura máxima de almacenamiento de 105°C. Se recomienda un manejo adecuado para evitar tensiones mecánicas en los pines y el encapsulado de epoxi. Los componentes deben almacenarse en sus bolsas barrera de humedad originales en un entorno controlado hasta su uso.

7. Información de Embalaje y Pedido

El número de pieza es LTC-5689KY. El sufijo "KY" probablemente denota el color (Amarillo Ámbar) y posiblemente otros atributos específicos. El dispositivo se describe como un display "AlInGaP Amarillo Ámbar, Ánodo Común Multiplexado, Decimal a la Derecha". El embalaje estándar para tales componentes DIP suele ser en tubos antiestáticos o bandejas. Los diseñadores deben confirmar la cantidad exacta de embalaje (por ejemplo, 50 piezas por tubo) con el distribuidor o fabricante.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Equipos de Prueba y Medición:Multímetros digitales, contadores de frecuencia, fuentes de alimentación.
• Controles Industriales:Medidores de panel para temperatura, presión, velocidad o contadores.
• Electrodomésticos:Hornos microondas, equipos de audio, relojes/temporizadores de modelos antiguos.
• Mercado de Accesorios Automotrices:Calibradores y lecturas donde se necesita alto brillo.

8.2 Notas Críticas de Diseño

1. Circuito de Conducción:Al ser un display de ánodo común multiplexado, requiere un CI controlador o microcontrolador capaz de sumidero de corriente (para conducir los cátodos de segmento) y fuente de corriente (para conducir los ánodos de dígito). Son obligatorios resistencias limitadoras de corriente adecuadas para cada línea de cátodo de segmento.
2. Multiplexación:Los dígitos se iluminan uno a la vez en sucesión rápida. La frecuencia de refresco debe ser lo suficientemente alta (típicamente >60 Hz) para evitar parpadeo visible. El ciclo de trabajo determina el brillo percibido; la corriente pico puede ser mayor que la especificación de CC según la hoja de datos.
3. Gestión Térmica:Adherirse a la curva de derating de corriente directa por encima de 25°C. En aplicaciones con alta temperatura ambiente, reduzca la corriente de operación para mantenerse dentro de los límites de disipación de potencia.
4. Ángulo de Visión:El amplio ángulo de visión es beneficioso, pero el diseño del PCB debe posicionar el display para optimizar las líneas de visión del usuario.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs amarillos más antiguos de GaP (Fosfuro de Galio) o GaAsP (Fosfuro de Arsénico y Galio) estándar, la tecnología AlInGaP en el LTC-5689KY ofrece una eficiencia luminosa y un brillo significativamente mayores. Esto resulta en una mejor visibilidad en condiciones de luz brillante o a mayores distancias para la misma corriente de conducción. El diseño de cara negra/segmento blanco proporciona un mayor contraste que los encapsulados totalmente difusos. En comparación con los displays de siete segmentos modernos de montaje superficial (SMD), esta versión de orificio pasante es más fácil para prototipos y puede ser preferida para aplicaciones que requieren mayor robustez frente a vibraciones o para reparación manual.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el propósito de la especificación de corriente directa pico (60mA a 1kHz, 10% de ciclo de trabajo)?

R: Esta especificación le permite pulsar el LED con una corriente más alta durante la multiplexación para lograr un brillo percibido mayor. Dado que cada dígito solo está encendido una fracción del tiempo (por ejemplo, 1/3 de ciclo para 3 dígitos), la potencia media y la generación de calor se mantienen dentro de los límites, mientras que la salida de luz instantánea es más brillante.

P: ¿Cómo calculo el valor de la resistencia limitadora de corriente?

R: Use la Ley de Ohm: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Para una alimentación de 5V, V_Ftípica de 2.6V, y una I_Fdeseada de 20mA: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Para un diseño conservador, utilice siempre la V_Fmáxima de la hoja de datos para asegurar que la corriente no exceda los límites.

P: ¿Puedo conducir este display sin multiplexación?

R: Sí, pero es ineficiente. Necesitaría conectar el ánodo común de cada dígito a V_{alimentación}y controlar cada cátodo de segmento de forma independiente para los tres dígitos simultáneamente. Esto requiere muchos más pines de microcontrolador o canales de controlador (7 segmentos x 3 dígitos = 21 líneas vs. 7+3=10 líneas para multiplexación).

11. Ejemplo Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar un voltímetro simple de 3 dígitos. Un microcontrolador con un convertidor analógico-digital (ADC) lee un voltaje. El firmware escala este valor y determina qué segmentos iluminar para cada dígito (centenas, decenas, unidades). Luego utiliza una rutina de multiplexación: establece el patrón de segmentos en los pines de cátodo 1-7 y 8/13/14 para decimales, luego habilita el ánodo para el Dígito 1 (pin 11) durante unos milisegundos. Luego cambia el patrón de segmentos para el siguiente número y habilita el ánodo del Dígito 2 (pin 10), y así sucesivamente, en un ciclo continuo. Las resistencias limitadoras de corriente se colocan en serie con cada una de las 7 líneas principales de cátodo de segmento (pines 1-7). El brillo se puede ajustar variando el ciclo de trabajo o el valor de las resistencias limitadoras de corriente dentro de los límites especificados.

12. Introducción al Principio Técnico

Un display de siete segmentos es un conjunto de diodos emisores de luz (LEDs) dispuestos en un patrón de figura ocho. Al iluminar selectivamente segmentos específicos (etiquetados de la A a la G), se puede formar cualquier dígito numérico del 0 al 9. El LTC-5689KY contiene tres de estos conjuntos de dígitos en un solo encapsulado. La multiplexación es una técnica en la que estos dígitos comparten el mismo conjunto de líneas de control de segmentos. Solo un dígito está encendido en cualquier instante, pero al ciclar a través de ellos rápidamente, el ojo humano percibe todos los dígitos como continuamente iluminados. Esto reduce enormemente el número de pines de control requeridos y el consumo de energía. El material semiconductor AlInGaP utilizado emite luz cuando los electrones se recombinan con huecos a través de la banda prohibida del material, la cual está diseñada para corresponder a fotones con una longitud de onda de aproximadamente 595 nm (ámbar-amarillo).

13. Tendencias y Desarrollos de la Industria

La tendencia en la tecnología de displays se dirige fuertemente hacia dispositivos de montaje superficial (SMD) para ensamblaje automatizado, mayor densidad y diseños de perfil más bajo. Si bien los displays de orificio pasante como el LTC-5689KY siguen siendo vitales por su robustez, capacidad de servicio y ciertas aplicaciones industriales, los nuevos diseños a menudo optan por módulos SMD de siete segmentos o, cada vez más, displays OLED o LCD de matriz de puntos que ofrecen capacidad alfanumérica y gráfica. Sin embargo, para salidas puramente numéricas donde el brillo extremo, el amplio rango de temperatura y la simplicidad son clave, los displays LED de siete segmentos, especialmente aquellos que utilizan materiales eficientes como AlInGaP, continúan teniendo una posición estable en el mercado. Los desarrollos se centran en aumentar la eficiencia (lúmenes por vatio), mejorar las relaciones de contraste y ofrecer ángulos de visión más amplios dentro de factores de forma más pequeños.