Scheda Tecnica Display a LED LTD-323JD - Altezza Cifra 0.3 Pollici - Iper Rosso 650nm - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTD-323JD è un modulo di visualizzazione numerica ad alte prestazioni con altezza cifra di 0.3 pollici (7.62 mm). È progettato per applicazioni che richiedono letture numeriche nitide, luminose e affidabili. Il dispositivo presenta un frontale nero con segmenti bianchi, garantendo un eccellente contrasto per un aspetto ottimale dei caratteri e ampi angoli di visione. La sua costruzione a stato solido assicura un'affidabilità a lungo termine in vari ambienti operativi.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo display includono l'alta luminosità, l'elevato rapporto di contrasto e il basso consumo energetico. L'utilizzo di chip LED Iper Rosso in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) su substrato GaAs non trasparente è la chiave delle sue prestazioni, offrendo un'efficienza luminosa e una purezza del colore superiori rispetto alle tecnologie più datate. Ciò lo rende adatto a un'ampia gamma di applicazioni, inclusa strumentazione industriale, apparecchiature di test e misura, elettrodomestici, cruscotti automobilistici (display secondari) e terminali di vendita (POS) dove è richiesta un'indicazione numerica chiara ed energeticamente efficiente.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri tecnici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

Le prestazioni ottiche sono centrali per la funzionalità del display. La tipica lunghezza d'onda di picco di emissione (λp) è di 650 nm, che rientra nello spettro dell'iper rosso. La lunghezza d'onda dominante (λd) è specificata a 639 nm. La semilarghezza della linea spettrale (Δλ) è di 20 nm, indicando una banda spettrale relativamente stretta che contribuisce alla purezza del colore. L'intensità luminosa media (Iv) varia da un minimo di 200 μcd a un massimo di 600 μcd in condizioni di test con corrente diretta di 1mA. Un rapporto di corrispondenza dell'intensità luminosa di 2:1 (max) garantisce un'uniformità ragionevole tra i segmenti. È importante notare che l'intensità luminosa è misurata utilizzando una combinazione di sensore e filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, assicurando che i valori siano rilevanti per la percezione umana.

2.2 Parametri Elettrici

Il parametro elettrico chiave è la tensione diretta (Vf) per segmento, che ha un valore tipico di 2.6V con una corrente diretta (If) di 20mA. Il valore minimo è di 2.1V. La corrente inversa (Ir) per segmento è al massimo di 100 μA quando viene applicata una tensione inversa (Vr) di 5V. Questi parametri sono fondamentali per progettare l'appropriata circuitazione di limitazione della corrente e garantire una polarizzazione corretta dei LED.

3. Valori Massimi Assoluti e Considerazioni Termiche

I valori massimi assoluti definiscono i limiti operativi oltre i quali possono verificarsi danni permanenti. La corrente diretta continua per segmento è di 25 mA a 25°C, con un fattore di derating di 0.33 mA/°C. Ciò significa che la corrente continua ammissibile diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente. La corrente diretta di picco per segmento è di 90 mA, ma solo in condizioni pulsate (ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms). La massima dissipazione di potenza per segmento è di 70 mW. Il dispositivo può operare ed essere conservato nell'intervallo di temperatura da -35°C a +85°C. Per il montaggio, la massima temperatura di saldatura è di 260°C per un massimo di 3 secondi a 1.6mm sotto il piano di appoggio, il che è una considerazione standard per il profilo di rifusione.

4. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica indica che il dispositivo è categorizzato per intensità luminosa. Ciò implica un sistema di binning in cui le unità vengono classificate e vendute in base alla loro emissione luminosa misurata a una corrente di test standard (probabilmente 1mA). I bin sono definiti da valori di intensità minima e massima (es. 200-300 μcd, 300-400 μcd, ecc.). I progettisti dovrebbero specificare il bin richiesto o essere consapevoli delle possibili variazioni di intensità quando si approvvigionano componenti per applicazioni che richiedono una luminosità uniforme su più display. La scheda tecnica non specifica il binning per tensione o lunghezza d'onda per questo numero di parte.

5. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, le curve tipiche per un tale dispositivo includerebbero:

• Curva IV (Corrente vs. Tensione):Mostra la relazione esponenziale tra tensione diretta e corrente. La tensione di ginocchio (dove la corrente inizia a salire significativamente) è tipicamente intorno a 1.8-2.0V per i LED rossi AlInGaP.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Una relazione generalmente lineare a correnti più basse, potenzialmente saturante a correnti più elevate a causa degli effetti termici.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione. I LED AlInGaP hanno tipicamente un coefficiente di temperatura negativo per l'intensità luminosa.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~650nm e la semilarghezza spettrale.

Queste curve sono essenziali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni operative non standard e per ottimizzare il circuito di pilotaggio per efficienza e longevità.

6. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il dispositivo è fornito in un package standard per display a LED. Tutte le dimensioni sono fornite in millimetri con una tolleranza generale di ±0.25 mm salvo diversa specifica. L'impronta esatta e la spaziatura dei pin sono definite nel disegno del package, il che è cruciale per il layout del PCB (Printed Circuit Board). La disposizione dei segmenti è continua e uniforme.

6.1 Configurazione dei Pin e Identificazione della Polarità

Il LTD-323JD ha una configurazione ad anodo comune duplex. Ciò significa che ci sono due pin di anodo comune (uno per ogni cifra in un package multi-cifra; per una singola cifra, se ne può usare uno). Il piedinatura è la seguente: il Pin 5 è l'anodo comune per la cifra 2 e il Pin 10 è l'anodo comune per la cifra 1. I catodi dei segmenti sono collegati ai pin: A (pin 3), B (pin 9), C (pin 8), D (pin 6), E (pin 7), F (pin 4) e G (pin 1). Il Pin 2 è indicato come \"No Pin\". La corretta identificazione dei pin di anodo e catodo è vitale per prevenire la polarizzazione inversa dei LED.

7. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Il parametro di saldatura chiave fornito è la temperatura massima ammissibile di 260°C per 3 secondi, misurata 1.6mm sotto il piano di appoggio. Ciò è compatibile con i profili standard di saldatura a rifusione senza piombo. I progettisti devono assicurarsi che il profilo termico durante il montaggio non superi questo limite per evitare danni al package epossidico o ai bond interni. Dovrebbero essere osservate le normali precauzioni di manipolazione per dispositivi sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Lo stoccaggio dovrebbe avvenire nell'intervallo specificato da -35°C a +85°C in un ambiente asciutto.

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Ideale per qualsiasi dispositivo che richieda un display numerico luminoso e nitido. Esempi includono multimetri digitali, frequenzimetri, sveglie radio, timer per elettrodomestici da cucina, controlli HVAC, letture di dispositivi medici e monitor di processo industriale.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre una resistenza in serie (o un driver a corrente costante) per ogni segmento o anodo comune per impostare la corrente diretta. Calcolare il valore della resistenza in base alla tensione di alimentazione (Vcc), alla tipica tensione diretta (Vf ~2.6V) e alla corrente desiderata (es. 10-20mA). R = (Vcc - Vf) / If.
• Multiplexing:Per display multi-cifra, è comune uno schema di pilotaggio multiplexato per ridurre il numero di pin. Gli anodi comuni vengono commutati sequenzialmente mentre vengono applicati i dati di segmento corrispondenti. Assicurarsi che la corrente di picco in questo schema non superi il valore massimo assoluto.
• Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione è vantaggioso, ma considerare la linea di vista dell'utente finale durante la progettazione meccanica.
• Gestione del Calore:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, assicurare un'adeguata ventilazione in spazi chiusi, specialmente quando si opera vicino ai valori massimi o ad alte temperature ambientali.

9. Confronto Tecnologico

Rispetto a tecnologie più datate come i LED rossi standard in GaAsP (Fosfuro di Arseniuro di Gallio), il LED Iper Rosso AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. Offre anche una migliore saturazione del colore (rosso più puro) e tipicamente una durata operativa più lunga. Rispetto ai LED bianchi utilizzati con filtri per display rossi, il LED Iper Rosso è più efficiente in quanto emette direttamente il colore desiderato, eliminando le perdite del filtro.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo della connessione \"No Pin\"?

R: Questa è tipicamente una posizione pin non utilizzata nel package, spesso inclusa per simmetria meccanica o perché lo stampo del package è utilizzato per più varianti di dispositivo con piedinature diverse. Non deve essere collegata nel circuito.

D: Posso pilotare questo display direttamente con un pin di un microcontrollore a 5V?

R: No. La tensione diretta è solo di ~2.6V. Collegare direttamente 5V causerebbe una corrente eccessiva, distruggendo il LED. Una resistenza di limitazione della corrente è obbligatoria.

D: Cosa significa \"categorizzato per intensità luminosa\" per il mio progetto?

R: Significa che display di diversi lotti di produzione possono avere livelli di luminosità leggermente diversi. Se l'uniformità visiva tra più unità è critica (es. in un pannello multi-cifra), si dovrebbe specificare un codice bin stretto o implementare una calibrazione software della luminosità.

D: Questo display è adatto per uso esterno?

R: L'intervallo di temperatura operativa si estende da -35°C a +85°C, che copre molti ambienti. Tuttavia, per l'esposizione diretta alla luce solare, considerare il potenziale degrado da UV dell'epossidico e assicurarsi che la luminosità sia sufficiente per la leggibilità in pieno giorno. Una verniciatura conformale può essere necessaria per la protezione dall'umidità.

11. Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettare un semplice contatore a due cifre utilizzando il LTD-323JD, pilotato da un microcontrollore a 3.3V.

Implementazione:Utilizzare una tecnica di multiplexing. Collegare i due pin di anodo comune (Cifra 1 e Cifra 2) a due pin GPIO del microcontrollore configurati come uscite open-drain/source. Collegare i sette catodi dei segmenti (A-G) ad altri sette pin GPIO attraverso singole resistenze di limitazione della corrente da 33Ω (calcolate per ~20mA: R = (3.3V - 2.6V) / 0.02A = 35Ω; 33Ω è un valore standard). Il software accenderebbe alternativamente un anodo comune alla volta, mentre imposta i pin dei segmenti per la cifra da visualizzare. La frequenza di aggiornamento dovrebbe essere superiore a 60 Hz per evitare sfarfallio visibile.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il dispositivo opera sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera l'energia del bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva (la struttura a pozzi quantici multipli di AlInGaP), rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione di Alluminio, Indio, Gallio e Fosforo determina l'energia del bandgap, e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa – in questo caso, iper rosso a 650 nm. Il substrato GaAs non trasparente assorbe la luce diffusa, migliorando il contrasto.

13. Tendenze di Sviluppo

La tendenza nella tecnologia dei display a LED continua verso una maggiore efficienza, un minor consumo energetico e una maggiore integrazione. Sebbene display discreti a 7 segmenti come il LTD-323JD rimangano rilevanti per applicazioni specifiche, c'è una transizione verso display OLED a matrice di punti e micro-LED per grafiche più complesse e flessibilità. Tuttavia, per letture numeriche semplici, ad alta affidabilità e luminosità, i display a LED basati su AlInGaP e sui più recenti InGaN continueranno a essere ampiamente utilizzati grazie alla loro robustezza, lunga durata e convenienza nella produzione di volumi. I progressi nel packaging potrebbero portare a profili ancora più sottili e angoli di visione più ampi.