Scheda Tecnica Display LED a 7 Segmenti LTC-3620KG - Altezza Cifra 0.39 Pollici - Verde AlInGaP - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'LTC-3620KG è un modulo display LED a 7 segmenti ad alte prestazioni, con altezza cifra di 0.39 pollici (10 mm). È progettato per applicazioni che richiedono visualizzazioni numeriche nitide, luminose e con eccellente visibilità. Il dispositivo utilizza l'avanzata tecnologia di chip LED AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio), nota per la sua alta efficienza e intensità luminosa superiore rispetto ai materiali tradizionali. I segmenti sono presentati in una combinazione di colori grigio e bianco, migliorando contrasto e leggibilità. Questo display è categorizzato per intensità luminosa ed è offerto in un package senza piombo conforme alle direttive RoHS, rendendolo adatto per progetti elettronici moderni con considerazioni ambientali.

2. Approfondimento Specifiche Tecniche

2.1 Caratteristiche Ottiche

La prestazione ottica è un punto di forza chiave di questo display. Ad una corrente di test standard di 1mA, l'intensità luminosa media (Iv) varia da un minimo di 200 µcd ad un valore tipico di 585 µcd. Ad una corrente di pilotaggio più alta di 10mA, l'intensità tipica aumenta significativamente fino a 6435 µcd, dimostrando l'elevata capacità di luminosità dei chip AlInGaP. Il dispositivo emette luce verde con una lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) di 571 nm e una lunghezza d'onda dominante (λd) di 572 nm, entrambe misurate a IF=20mA. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 15 nm, indicando un'emissione di colore relativamente pura. L'intensità luminosa è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE per precisione.

2.2 Caratteristiche Elettriche

Dal punto di vista elettrico, il display è progettato per un funzionamento a basso consumo. La tensione diretta (VF) per segmento è tipicamente di 2.6V con un massimo di 2.6V quando pilotata a 20mA. La corrente inversa (IR) per segmento è specificata ad un massimo di 100 µA a VR=5V, sebbene si noti che il funzionamento continuo in polarizzazione inversa non è previsto. Il rapporto di corrispondenza dell'intensità luminosa tra i segmenti è al massimo 2:1 a IF=1mA, garantendo un aspetto uniforme su tutto il display. Una specifica di diafonia di ≤ 2.5% è definita per minimizzare l'illuminazione indesiderata tra segmenti adiacenti.

2.3 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è valutato per un funzionamento robusto entro limiti specificati. La dissipazione di potenza massima per chip è di 70 mW. La corrente diretta di picco per chip è di 60 mA, ma solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms). La corrente diretta continua per chip è di 25 mA a 25°C, che si riduce linearmente a 0.28 mA/°C all'aumentare della temperatura. L'intervallo di temperatura di funzionamento e di stoccaggio è da -35°C a +105°C. Per l'assemblaggio, la temperatura massima di saldatura è di 260°C per un massimo di 3 secondi ad una distanza di 1.6mm sotto il piano di appoggio.

3. Informazioni Meccaniche e sul Package

3.1 Dimensioni del Package

Il display ha un ingombro fisico specifico. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri con tolleranze standard di ±0.25mm salvo diversa indicazione. Le note dimensionali chiave includono una tolleranza di spostamento della punta del pin di ±0.4mm, un limite per materiale estraneo sui segmenti (≤10 mils) e un limite per contaminazione da inchiostro superficiale (≤20 mils). La flessione del riflettore non deve superare l'1% della sua lunghezza. Il diametro consigliato del foro PCB per i pin è di 1.0 mm. Un dettaglio del distanziatore consente una tolleranza di scorrimento di ±0.5 mm.

3.2 Configurazione Pin e Circuito Interno

L'LTC-3620KG è un dispositivo a configurazione ad anodo comune. La tabella di connessione dei pin è la seguente: il Pin 2 è l'anodo comune per la Cifra 1, il Pin 6 per la Cifra 2 e il Pin 8 per la Cifra 3. I catodi dei segmenti sono assegnati a pin specifici: A (Pin 13), B (Pin 12), C (Pin 4), D (Pin 5), E (Pin 3), F (Pin 16) e G (Pin 9). Il Pin 7 è il catodo per i punti decimali (L / L1 / L2). I Pin 1, 10, 11, 14 e 15 sono indicati come senza connessione (NO PIN). Lo schema del circuito interno mostra le connessioni ad anodo comune per le tre cifre, con i segmenti di ciascuna cifra collegati in parallelo ai rispettivi pin catodo.

4. Analisi Curve di Prestazione

La scheda tecnica include una sezione per le curve tipiche delle caratteristiche elettriche e ottiche, misurate a una temperatura ambiente di 25°C salvo diversa indicazione. Queste curve sono essenziali per i progettisti per comprendere il comportamento del dispositivo in diverse condizioni operative. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve tipiche per un tale prodotto includerebbero la relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF), la relazione tra corrente diretta (IF) e intensità luminosa (Iv) e la variazione dell'intensità luminosa con la temperatura ambiente. L'analisi di queste curve consente la selezione ottimale della corrente di pilotaggio per ottenere la luminosità desiderata mantenendo efficienza e longevità.

5. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per l'affidabilità. La temperatura massima di saldatura è esplicitamente definita come 260°C per una durata massima di 3 secondi, misurata 1.6mm sotto il piano di appoggio del componente. Questo è un parametro critico per i processi di saldatura a onda o rifusione per prevenire danni termici ai chip LED o al package plastico. I progettisti devono assicurarsi che i profili di assemblaggio del loro PCB rispettino questo limite. Inoltre, le note sulle tolleranze dimensionali, come lo spostamento dei pin e lo scorrimento del distanziatore, dovrebbero essere considerate durante il layout del PCB e il design meccanico per garantire un corretto montaggio e allineamento.

6. Suggerimenti per l'Applicazione

6.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per applicazioni che richiedono visualizzazioni numeriche nitide e di media grandezza. Usi comuni includono pannelli strumenti industriali, apparecchiature di test e misurazione, dispositivi medici, elettrodomestici (come microonde o forni), terminali punto vendita e display per il mercato dei ricambi automobilistici. La sua elevata luminosità e ampio angolo di visione lo rendono adatto per ambienti con luce ambientale elevata o dove il display deve essere letto da varie angolazioni.

6.2 Considerazioni di Progettazione

Quando si progetta con l'LTC-3620KG, devono essere considerati diversi fattori. Innanzitutto, la configurazione ad anodo comune richiede un circuito di pilotaggio a sink di corrente (ad esempio, un transistor o un IC driver LED dedicato) per controllare i catodi. Resistori limitatori di corrente sono obbligatori per ogni catodo di segmento per impostare la corrente diretta e la luminosità desiderate, calcolate in base alla tensione di alimentazione e alla tensione diretta del LED. L'elevata intensità luminosa a basse correnti (ad es. 1mA) consente progetti a consumo molto basso. I progettisti dovrebbero anche tenere conto dei limiti di dissipazione di potenza e implementare un adeguato derating se si prevede che la temperatura ambiente operativa sia elevata. L'ampio intervallo di temperatura operativa (-35°C a +105°C) lo rende robusto per ambienti difficili.

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il principale fattore di differenziazione dell'LTC-3620KG è l'uso del materiale semiconduttore AlInGaP per i chip LED verdi. Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED verdi standard GaP (Fosfuro di Gallio), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa e una luminosità significativamente più elevate a parità di corrente di pilotaggio. Ciò si traduce in una migliore visibilità e un minor consumo energetico. La caratteristica "categorizzato per intensità luminosa" indica che i dispositivi sono classificati in base alla loro emissione luminosa, consentendo una luminosità più uniforme tra le diverse produzioni e nei display multi-cifra. La costruzione senza piombo e conforme RoHS si allinea con le normative ambientali globali.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo delle connessioni "NO PIN"?

R: Le designazioni "NO PIN" (Pin 1, 10, 11, 14, 15) sono probabilmente per simmetria meccanica e stabilità durante il processo di stampaggio. Non sono connesse elettricamente a nessun componente interno e dovrebbero essere lasciate non connesse (flottanti) nel circuito.

D: Come controllo i punti decimali?

R: I punti decimali (L, L1, L2) condividono un catodo comune sul Pin 7. Per illuminare un punto decimale specifico, si dovrebbe attivare (portare a basso) il Pin 7 mentre si abilita anche l'anodo comune della cifra in cui si trova quel punto decimale (Pin 2, 6 o 8). Lo schema interno chiarirebbe la mappatura esatta.

D: Posso pilotare questo display direttamente con un microcontrollore?

R: È possibile ma richiede un'attenta progettazione. I pin GPIO di un microcontrollore possono tipicamente assorbire o fornire solo una corrente limitata (spesso 20-25mA). Poiché la corrente continua per segmento del display è al massimo 25mA, pilotare più segmenti contemporaneamente potrebbe superare la corrente totale nominale del microcontrollore. Si consiglia vivamente di utilizzare transistor driver esterni o un IC driver LED dedicato per gestire la corrente e il multiplexing, proteggendo il microcontrollore.

D: Cosa significa "rapporto di corrispondenza dell'intensità luminosa 2:1"?

R: Questa specifica significa che l'intensità luminosa del segmento più luminoso non sarà più del doppio dell'intensità del segmento più debole all'interno dello stesso dispositivo, quando misurata in condizioni identiche (IF=1mA). Ciò garantisce un aspetto ragionevolmente uniforme, evitando che un segmento appaia molto più luminoso di un altro.

9. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Si consideri la progettazione di un semplice display voltmetro a 3 cifre. Il microcontrollore misurerebbe una tensione, la convertirebbe in un numero a 3 cifre e dovrebbe visualizzarlo. I tre anodi comuni dell'LTC-3620KG (Pin 2, 6, 8) sarebbero collegati al collettore di tre transistor PNP (o simili), le cui basi sono controllate da pin del microcontrollore. I sette catodi dei segmenti (Pin 3, 4, 5, 9, 12, 13, 16) e il catodo del punto decimale (Pin 7) si collegherebbero ciascuno a un resistore limitatore di corrente e poi al drain di un MOSFET a canale N (o simile), il cui gate è controllato dal microcontrollore. Il firmware implementerebbe il multiplexing: accendere il transistor per la Cifra 1, impostare i MOSFET per i segmenti necessari a visualizzare la prima cifra, attendere un breve tempo, quindi spegnere la Cifra 1 e ripetere per le Cifre 2 e 3 in rapida successione. Questo multiplexing riduce il numero di pin driver richiesti e consente un'illuminazione costante e senza sfarfallio.

10. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un display LED a 7 segmenti è un insieme di diodi emettitori di luce disposti in un modello a otto. Ciascuno dei sette segmenti (etichettati da A a G) è un LED individuale. Un LED aggiuntivo è spesso utilizzato per un punto decimale. In una configurazione ad anodo comune come l'LTC-3620KG, gli anodi di tutti i LED per una data cifra sono collegati insieme a un pin comune di alimentazione positiva. Il catodo di ogni singolo LED di segmento è portato su un pin separato. Per illuminare un segmento specifico, il suo pin anodo comune deve essere portato a una tensione superiore alla tensione catodo (applicando una polarizzazione diretta) e il corrispondente pin catodo deve essere collegato a una tensione inferiore (tipicamente massa attraverso un resistore limitatore di corrente). Controllando quali pin catodo sono messi a massa mentre un particolare anodo comune è attivo, è possibile formare caratteri numerici o alfanumerici specifici.

11. Tendenze Tecnologiche

Sebbene i display LED a 7 segmenti discreti rimangano rilevanti per applicazioni specifiche, la tendenza più ampia nella tecnologia dei display è verso l'integrazione e la flessibilità. Chip driver integrati con controller integrati (per orologio, temperatura, ecc.) stanno diventando più comuni, semplificando la progettazione. C'è anche un passaggio verso package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato, sebbene i tipi a foro passante come questo siano ancora apprezzati per prototipazione, riparazione e ambienti ad alta vibrazione. In termini di materiali, l'AlInGaP rappresenta un passo avanti per i LED rossi, arancioni, ambra e verdi, ma per capacità a colori completi, l'InGaN (Nitruro di Indio Gallio) è la tecnologia dominante per il blu e il verde, ed è spesso utilizzato con fosfori per creare luce bianca. Il futuro potrebbe vedere più moduli multi-cifra ibridi o personalizzabili che combinano display, driver e logica di interfaccia in un'unica unità compatta.