Scheda Tecnica Display LED LTD-322JG - Altezza Cifra 0.3 Pollici - Verde (571nm) - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTD-322JG è un componente di visualizzazione numerica ad alte prestazioni e a stato solido, progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche chiare, luminose e affidabili. La sua funzione principale è rappresentare visivamente dati numerici, tipicamente le cifre da 0 a 9, utilizzando una configurazione a sette segmenti. La tecnologia di base si fonda sul materiale semiconduttore Fosfuro di Alluminio, Indio e Gallio (AlInGaP), specificamente ingegnerizzato per un'emissione luminosa ad alta efficienza nello spettro verde-giallo. Questo dispositivo è classificato come display duplex a catodo comune, il che significa che contiene due elementi di cifra indipendenti all'interno di un unico package, ciascuno dei quali condivide un punto di connessione del catodo comune, semplificando la progettazione del circuito per applicazioni di multiplexing.

Il display presenta una facciata nera con segmenti bianchi, una scelta progettuale che migliora significativamente il contrasto e la leggibilità in varie condizioni di illuminazione, anche in ambienti molto luminosi. L'altezza della cifra di 0.3 pollici (7.62 mm) rappresenta un buon compromesso tra una facile leggibilità da una distanza ragionevole e il mantenimento di un fattore di forma compatto, adatto all'integrazione in assemblaggi elettronici con spazio limitato come apparecchiature di test, pannelli di controllo industriali, strumentazione, elettrodomestici e terminali di vendita.

2. Interpretazione Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Ottiche

Le prestazioni ottiche sono definite da diversi parametri chiave misurati in condizioni di test standardizzate. L'Intensità Luminosa Media (Iv)è specificata con un valore tipico di 800 µcd a una corrente diretta (IF) di 1 mA. Questo parametro indica la luminosità percepita dall'occhio umano dei segmenti accesi. L'ampio intervallo (Min: 320 µcd, Tip: 800 µcd) suggerisce un sistema di binning per l'intensità, comune nella produzione di LED per raggruppare dispositivi con output simile.

LaLunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp)è di 571 nanometri (nm), e laLunghezza d'Onda Dominante (λd)è di 572 nm, entrambe misurate a IF=20mA. Questi valori collocano la luce emessa saldamente nella regione del colore verde. LaLarghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ)è di 15 nm, che descrive la purezza spettrale o la dispersione delle lunghezze d'onda emesse; una mezza larghezza più stretta indica un colore verde più monocromatico e puro. IlRapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosaè specificato come massimo 2:1. Questo è un parametro critico per display multi-cifra o multi-segmento, garantendo che la variazione di luminosità tra segmenti o cifre diverse non superi un rapporto di 2 a 1, assicurando un aspetto visivo uniforme.

2.2 Parametri Elettrici

Le caratteristiche elettriche definiscono i limiti e le condizioni operative del dispositivo. IValori Massimi Assolutistabiliscono i confini per un funzionamento sicuro. LaCorrente Diretta Continua per Segmentoè nominalmente di 25 mA a 25°C, con un fattore di derating di 0.33 mA/°C. Ciò significa che la massima corrente continua ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (Ta) oltre i 25°C per prevenire danni termici. Per il funzionamento in impulso, è consentita unaCorrente Diretta di Piccodi 60 mA con un duty cycle di 1/10 e una larghezza d'impulso di 0.1 ms, utile negli schemi di multiplexing per ottenere una luminosità di picco più elevata.

LaTensione Diretta per Segmento (VF)ha un valore tipico di 2.6V a IF=20mA (Max: 2.6V, Min: 2.05V). Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce corrente ed è essenziale per progettare il circuito di limitazione della corrente. LaTensione Inversa (VR)nominale è di 5V, indicando la massima tensione che può essere applicata in direzione inversa senza causare breakdown. LaCorrente Inversa (IR)è un parametro di dispersione, specificato al massimo di 100 µA a VR=5V.

2.3 Caratteristiche Termiche

Il dispositivo è classificato per unIntervallo di Temperatura Operativada -35°C a +85°C e un identicoIntervallo di Temperatura di Stoccaggio. Questo ampio intervallo garantisce un funzionamento affidabile in condizioni ambientali severe, dai freezer industriali ai vani motore caldi. LaDissipazione di Potenza per Segmentoè di 70 mW, che, combinata con la tensione e la corrente diretta, determina il carico termico. La specificaTemperatura di Saldaturaè un massimo di 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata 1.6mm sotto il piano di appoggio. Questo è un parametro critico per i processi di saldatura a onda o a rifusione per prevenire danni ai chip LED o al package in epossidico.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Sebbene la scheda tecnica non dettagli esplicitamente una complessa matrice di binning, gli intervalli di specifica per i parametri chiave implicano un processo di categorizzazione. Il binning principale è probabilmente perIntensità Luminosa, come notato nelle caratteristiche ("CATEGORIZZATO PER INTENSITÀ LUMINOSA"). I dispositivi vengono testati e suddivisi in bin in base alla loro Iv misurata a 1 mA, garantendo ai clienti display con livelli di luminosità coerenti. Potrebbe esserci anche un binning implicito per la tensione, poiché la tensione diretta ha un intervallo specificato (da 2.05V a 2.6V). Per applicazioni critiche sul colore, la stretta specifica sulla lunghezza d'onda di picco/dominante (571-572 nm) funge da sistema di binning unico de facto per il colore, garantendo una tonalità di verde coerente in tutte le unità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento alleCurve Tipiche delle Caratteristiche Elettriche/Ottiche. Sebbene le curve specifiche non siano fornite nel testo, si possono dedurre le curve standard dei LED, cruciali per la progettazione. LaCurva Corrente vs. Tensione (I-V)mostrerebbe la relazione esponenziale, evidenziando la tensione di soglia (~2V) e la regione operativa. LaCurva Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta (Iv-IF)è tipicamente lineare in un certo intervallo, mostrando come la luminosità aumenti con la corrente. Comprendere questa relazione è fondamentale per pilotare il LED al livello di luminosità desiderato rimanendo entro i limiti di potenza. LaCurva Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente (Iv-Ta)mostrerebbe una diminuzione dell'output all'aumentare della temperatura, vitale per progettare sistemi che operino in modo coerente nell'intervallo di temperatura specificato. LaCurva di Distribuzione Spettralerappresenterebbe visivamente la lunghezza d'onda di picco e la mezza larghezza spettrale.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

Il dispositivo è fornito in un package standard per display LED. IlDisegno Dimensionale del Packageè referenziato, con tutte le dimensioni fornite in millimetri e tolleranze standard di ±0.25 mm salvo diversa indicazione. Questo disegno è essenziale per la progettazione dell'impronta PCB, garantendo il corretto posizionamento dei fori, la dimensione delle piazzole e la spaziatura dei componenti. LaTabella di Connessione dei Piedinifornisce la definizione critica dell'interfaccia. È una configurazione a 10 piedini: il Pin 5 è il catodo comune per la Cifra 2, il Pin 10 è il catodo comune per la Cifra 1, e i Pins 1, 3, 4, 6, 7, 8 e 9 sono rispettivamente gli anodi per i segmenti G, A, F, D, E, C e B. Il Pin 2 è indicato come "Nessun Pin", indicando che è un segnaposto meccanico o un piedino non connesso. IlSchema Circuitale Internoconferma visivamente l'architettura duplex a catodo comune, mostrando come i segmenti corrispondenti delle due cifre (ad esempio, il segmento "A" della cifra 1 e della cifra 2) siano internamente connessi a un singolo piedino anodico, cosa standard per i display multiplexati.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto del limite specificato per laTemperatura di Saldatura(massimo 260°C per 3 secondi) è fondamentale. Questo si applica tipicamente ai processi di saldatura a onda. Per la saldatura a rifusione, dovrebbe essere utilizzato un profilo standard senza piombo con una temperatura di picco non superiore a 260°C, assicurando che il tempo sopra il liquidus sia controllato. Un'esposizione prolungata ad alte temperature può causare il guasto del filo di connessione interno, la rottura dell'epossidico o il degrado delle proprietà ottiche del chip LED. Si raccomanda di evitare stress meccanici sui piedini durante l'inserimento. Il dispositivo dovrebbe essere conservato nella sua originale busta barriera all'umidità fino all'uso per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare il fenomeno del "popcorning" durante la saldatura.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per qualsiasi applicazione che richieda una lettura numerica compatta, luminosa e affidabile. Usi comuni includono: multimetri digitali e apparecchiature di test, controllori di processo industriali e timer, display per dispositivi medici, indicatori per cruscotti automobilistici (per informazioni non critiche), elettrodomestici (forni, microonde, lavatrici) e apparecchiature commerciali come registratori di cassa o bilance.

7.2 Considerazioni di Progettazione

Limitazione della Corrente:I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Deve essere utilizzato un resistore di limitazione della corrente in serie per ogni anodo o deve essere implementato un circuito di pilotaggio a corrente costante. Il valore del resistore è calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, dove Vcc è la tensione di alimentazione, VF è la tensione diretta (usare il valore massimo per il calcolo della corrente nel caso peggiore) e IF è la corrente diretta desiderata.

Multiplexing:Il design duplex a catodo comune è pensato per il funzionamento multiplexato. Abilitando sequenzialmente un catodo (cifra) alla volta e presentando i dati del segmento per quella cifra sulle linee anodiche, è possibile controllare più cifre con un numero ridotto di pin I/O da un microcontrollore. La corrente di picco nominale consente correnti impulsive più elevate per compensare il ridotto duty cycle, mantenendo la luminosità percepita.

Angolo di Visione:La caratteristica dell'ampio angolo di visione garantisce che il display rimanga leggibile da varie posizioni, importante per dispositivi montati su pannello.

8. Confronto Tecnico

Il principale fattore distintivo del LTD-322JG è l'uso della tecnologiaAlInGaPper l'emissione verde. Rispetto a tecnologie più datate come il Fosfuro di Gallio (GaP), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente superiore, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. Il design faccia nera/segmenti bianchi fornisce un contrasto superiore rispetto a display con facce diffuse o grigie. L'altezza della cifra di 0.3 pollici è una dimensione standard, ma la sua specifica combinazione di alta luminosità, contrasto ed efficienza AlInGaP può offrire un vantaggio rispetto a display di dimensioni simili che utilizzano materiali semiconduttori meno avanzati.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo della connessione "Nessun Pin"?

R: Il Pin 2 è fisicamente presente ma elettricamente disconnesso. Probabilmente serve come chiave meccanica per garantire il corretto orientamento durante l'inserimento automatizzato o per fornire simmetria strutturale.

D: Come posso ottenere diversi livelli di luminosità?

R: La luminosità è controllata principalmente dalla corrente diretta (IF). Puoi regolare il valore del resistore di limitazione della corrente o utilizzare un segnale PWM (Pulse Width Modulation) sull'anodo o sul catodo. Il PWM è molto efficace in quanto mantiene la relazione ottimale tensione/corrente diretta mentre modula il duty cycle.

D: Posso collegare insieme i due catodi comuni?

R: No, devono essere controllati separatamente per un corretto multiplexing. Collegarli insieme farebbe sì che entrambe le cifre visualizzino lo stesso pattern di segmenti simultaneamente, vanificando lo scopo di un display duplex.

D: Cosa significa per il mio progetto il Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa 2:1?

R: Garantisce che tutti i segmenti all'interno di un dispositivo avranno una luminosità ragionevolmente uniforme. Non è necessario progettare regolazioni di corrente individuali per ogni segmento per compensare grandi variazioni intrinseche.

10. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Consideriamo la progettazione di un semplice contatore a due cifre utilizzando un microcontrollore. Il microcontrollore avrebbe 7 pin I/O collegati agli anodi dei segmenti (A-G) e 2 pin I/O collegati ai catodi delle cifre (tramite transistor NPN o MOSFET per il sink di corrente). Il firmware implementerebbe una routine di multiplexing: accendere il transistor per la Cifra 1, inviare il pattern del segmento per la prima cifra sui pin anodici, attendere un breve intervallo (es. 5ms), quindi spegnere la Cifra 1, accendere la Cifra 2, inviare il pattern per la seconda cifra e ripetere. La corrente per ogni segmento sarebbe impostata da un singolo resistore di limitazione sulla linea anodica comune (se si utilizza un'alimentazione positiva comune) o da resistori individuali su ogni pin del microcontrollore, calcolati in base alla corrente media desiderata e considerando il duty cycle di 1/2 in questo esempio a due cifre.

11. Introduzione al Principio

Il dispositivo opera sul principio dell'elettroluminescenzain una giunzione p-n semiconduttrice. Il materiale AlInGaP è un semiconduttore a bandgap diretto. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il potenziale intrinseco della giunzione, gli elettroni dalla regione n e le lacune dalla regione p vengono iniettati attraverso la giunzione. Questi portatori di carica si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione degli atomi di Alluminio, Indio, Gallio e Fosforo determina l'energia del bandgap, che corrisponde direttamente alla lunghezza d'onda (colore) della luce emessa. In questo caso, la composizione è sintonizzata per emettere fotoni con una lunghezza d'onda di circa 571-572 nm, percepita come luce verde. Il substrato di GaAs non trasparente aiuta a dirigere più della luce generata verso l'alto del dispositivo, migliorando l'efficienza esterna.

12. Tendenze di Sviluppo

Nel campo dei LED indicatori e display, le tendenze in corso includono:Aumento dell'Efficienza:Miglioramenti continui nella scienza dei materiali (ad esempio, strutture epitassiali più avanzate) per estrarre più luce per unità di potenza elettrica in ingresso.Miniaturizzazione:Sviluppo di display con altezze di cifra più piccole o densità di pixel più elevate per dispositivi portatili.Integrazione:Combinazione del display LED con circuiti integrati di pilotaggio e controller in soluzioni modulari più complete per semplificare la progettazione dell'utente finale.Espansione del Colore:Sebbene questo sia un dispositivo monocromatico verde, c'è una forte tendenza verso matrici e display LED a colori completi e indirizzabili. Per i display a sette segmenti standard, l'attenzione rimane sull'affidabilità, la riduzione dei costi e il raggiungimento di luminosità e rapporti di contrasto ancora più elevati per applicazioni leggibili alla luce solare.