Scheda Tecnica Display LED LTP-3786JD-03 - Altezza Cifra 0.54 Pollici - Iper Rosso - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-3786JD-03 è un display alfanumerico a doppia cifra e 14 segmenti, progettato per applicazioni che richiedono una rappresentazione chiara dei caratteri. Presenta un'altezza della cifra di 0.54 pollici (13.8 mm), rendendolo adatto per letture di medie dimensioni in varie apparecchiature elettroniche. Il dispositivo utilizza chip LED Iper Rossi in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) realizzati su substrato di GaAs, offrendo una specifica emissione spettrale. Il display ha una facciata grigio chiaro con segmenti bianchi, migliorando contrasto e leggibilità.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Aspetto dei Caratteri:Segmenti continui e uniformi contribuiscono a un'eccellente definizione e aspetto dei caratteri.
• Prestazioni Ottiche:Elevata luminosità e alto rapporto di contrasto garantiscono la visibilità in varie condizioni di illuminazione.
• Angolo di Visione:Un ampio angolo di visione consente la lettura del display da diverse posizioni.
• Efficienza Energetica:Basso fabbisogno di potenza, tipico della tecnologia LED.
• Affidabilità:La costruzione a stato solido offre una lunga vita operativa e resistenza a urti e vibrazioni.
• Uniformità:I dispositivi sono categorizzati (binning) per intensità luminosa, facilitando il raggiungimento di una luminosità uniforme tra più unità in un assemblaggio.

1.2 Applicazioni Target

Questo display è destinato all'uso in apparecchiature elettroniche ordinarie. Ciò include, ma non si limita a, apparecchiature per l'automazione d'ufficio, dispositivi di comunicazione, elettrodomestici, pannelli strumentazione ed elettronica di consumo dove sono necessarie letture numeriche chiare e alfabetiche limitate.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Nominali Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operatività deve essere mantenuta entro questi limiti.

• Dissipazione di Potenza per Chip:70 mW
• Corrente Diretta di Picco per Chip:90 mA (in condizioni pulsate: ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1 ms)
• Corrente Diretta Continua per Chip:25 mA a 25°C. Si applica un fattore di derating di 0.33 mA/°C sopra i 25°C.
• Tensione Inversa per Chip:5 V
• Intervallo di Temperatura Operativa & di Stoccaggio:-35°C a +85°C
• Condizioni di Saldatura:260°C per 3 secondi, con il punto di saldatura almeno 1/16 di pollice (≈1.6 mm) sotto il piano di appoggio del dispositivo.

2.2 Caratteristiche Elettriche & Ottiche (Ta=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici in condizioni di test specificate.

• Intensità Luminosa Media (I_V):200-520 µcd (microcandele) con una corrente diretta (I_F) di 1 mA. Misurata con un filtro che approssima la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):650 nm a I_F=20 mA.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):639 nm a I_F=20 mA, con una tolleranza di ±1 nm. Definisce il colore percepito.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):20 nm a I_F=20 mA, indica la purezza spettrale.
• Tensione Diretta per Segmento (V_F):2.1V a 2.6V a I_F=20 mA. Tolleranza ±0.1V.
• Corrente Inversa per Segmento (I_R):Massimo 100 µA a una tensione inversa (V_R) di 5V.
• Rapporto di Corrispondenza Intensità Luminosa (I_V-m):Rapporto massimo 2:1 tra segmenti a I_F=1 mA, garantendo uniformità di luminosità.
• Diafonia:≤ 2.5%, minimizza l'illuminazione indesiderata dei segmenti non selezionati.

3. Informazioni Meccaniche e Package

3.1 Dimensioni del Package

Il display è fornito in un package standard a doppia cifra con 18 piedini. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (mm).
• La tolleranza generale è ±0.25 mm salvo diversa specifica.
• La tolleranza di spostamento della punta del piedino è ±0.4 mm.
• Il diametro consigliato del foro PCB per i piedini è 1.0 mm.
• I criteri di qualità sono definiti per materiale estraneo (≤10 mil), contaminazione da inchiostro (≤20 mil), bolle nei segmenti (≤10 mil) e piegatura del riflettore (≤1% della lunghezza).

3.2 Configurazione Piedini e Circuito Interno

Il dispositivo presenta una configurazione adanodo comune. Ci sono due piedini di anodo comune: uno per il Carattere 1 (piedino 16) e uno per il Carattere 2 (piedino 11). Tutti gli altri piedini (eccetto il piedino 3, che è Nessuna Connessione) sono catodi per i singoli segmenti (da A a P, e D.P. per il punto decimale). Lo schema circuitale interno mostra i chip LED indipendenti per ogni segmento, collegati ai rispettivi anodi comuni. Questa struttura consente il multiplexing per pilotare le due cifre.

4. Linee Guida e Precauzioni per l'Applicazione

4.1 Considerazioni di Progettazione e Uso

• Ambito di Applicazione:Adatto per apparecchiature elettroniche ordinarie. Non raccomandato per applicazioni critiche per la sicurezza (aviazione, supporto vitale medico, ecc.) senza preventiva consultazione.
• Progettazione del Circuito di Pilotaggio:
  • Pilotaggio a Corrente Costante:Fortemente raccomandato per mantenere intensità luminosa e colore consistenti.
  • Intervallo di Tensione:Il circuito deve accogliere l'intero intervallo di V_F (2.1V-2.6V) per garantire che la corrente desiderata sia erogata in tutte le condizioni.
  • Protezione:Il circuito dovrebbe proteggere da tensioni inverse e picchi di tensione transitori durante i cicli di accensione.
  • Gestione Termica:La corrente operativa deve essere deratata in base alla massima temperatura ambiente per prevenire degradazione della luce o guasti.
• Evitare Polarizzazione Inversa:Può causare migrazione metallica, aumentando la corrente di dispersione o causando cortocircuiti.
• Ambientale:Evitare rapidi cambiamenti di temperatura in ambienti umidi per prevenire condensa sul display.
• Manipolazione Meccanica:Non applicare forze anomale al corpo del display durante l'assemblaggio.
• Per Multi-Display:Utilizzare display dello stesso bin (BIN) di intensità luminosa per evitare luminosità (tonalità) irregolare in un assemblaggio.

4.2 Condizioni di Stoccaggio e Manipolazione

• Stoccaggio Standard (nella confezione originale):Temperatura: 5°C a 30°C. Umidità: Sotto il 60% UR. Lo stoccaggio a lungo termine al di fuori di queste condizioni può portare all'ossidazione dei piedini.
• Stoccaggio Post-Apertura (per tipi SMD, riferimento):Se la busta barriera all'umidità viene aperta, il dispositivo dovrebbe essere utilizzato entro 168 ore (MSL Livello 3) nelle stesse condizioni di temperatura/umidità.
• Essiccazione:Se una confezione non sigillata è stata stoccata per oltre 6 mesi, si raccomanda l'essiccazione a 60°C per 48 ore prima dell'assemblaggio, che dovrebbe essere completato entro una settimana.

5. Curve di Prestazione e Analisi delle Caratteristiche

La scheda tecnica fa riferimento a curve di prestazione tipiche (sebbene non visualizzate nel testo fornito). Queste curve sono cruciali per la progettazione e tipicamente includono:

• Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V):Mostra la relazione non lineare, essenziale per selezionare resistori limitatori di corrente o progettare piloti a corrente costante.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, aiutando nella calibrazione della luminosità e nell'analisi dell'efficienza.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra il derating dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura, critico per il design termico in ambienti ad alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa vs. lunghezza d'onda, confermando le lunghezze d'onda dominante e di picco e la larghezza a mezza altezza spettrale.

I progettisti dovrebbero consultare i grafici completi della scheda tecnica per comprendere quantitativamente queste relazioni per le loro specifiche condizioni operative.

6. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LTP-3786JD-03 si differenzia attraverso diversi aspetti chiave:

• Tecnologia del Chip:Utilizza chip Iper Rossi AlInGaP, che generalmente offrono maggiore efficienza e migliore stabilità termica rispetto alle vecchie tecnologie GaAsP o GaP per i colori rosso/arancio.
• Design Ottico:La facciata grigio chiaro con segmenti bianchi è progettata per un alto contrasto, migliorando la leggibilità rispetto a display con facce nere o segmenti diffusi.
• Controllo Qualità:La specifica di tolleranze strette per difetti dei segmenti (bolle, contaminazione) e la categorizzazione per intensità luminosa (BINning) indicano un focus sulla consistenza ottica e sulla qualità.
• Package:Il design a 18 piedini, foro passante, con anodi comuni separati per ogni cifra fornisce flessibilità nei circuiti di pilotaggio a multiplexing.

7. Domande Frequenti (FAQ)

7.1 Come piloto questo display?

Utilizzare una tecnica di multiplexing. Abilitare sequenzialmente un anodo comune (cifra) alla volta applicando il pattern catodico corretto per i segmenti desiderati su quella cifra. Il ciclo deve essere abbastanza veloce da evitare lo sfarfallio (tipicamente >60 Hz). È raccomandato un pilota a corrente costante per segmento o un'alimentazione a corrente limitata.

7.2 Qual è lo scopo del codice BIN di intensità?

Il codice BIN raggruppa i display in base alla loro intensità luminosa misurata a una corrente di test standard. Utilizzare display dello stesso BIN in un'applicazione multi-unità garantisce una luminosità uniforme su tutte le cifre, prevenendo un aspetto a chiazze.

7.3 Posso usare una semplice resistenza per limitare la corrente?

Sì, per applicazioni semplici. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Usare la V_F massima dalla scheda tecnica (2.6V) per garantire che la corrente minima sia soddisfatta nelle condizioni peggiori. Tuttavia, per la migliore consistenza tra segmenti e temperature, un circuito a corrente costante è superiore.

7.4 Perché la protezione dalla tensione inversa è importante?

Applicare una polarizzazione inversa oltre il valore nominale assoluto (5V) può causare danni immediati. Anche tensioni inverse più piccole, se sostenute o ripetitive (es. da controelettromotrice induttiva in un circuito), possono degradare il LED nel tempo attraverso l'elettromigrazione, portando a una maggiore dispersione o guasto.

8. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettare un semplice contatore a due cifre.

1. Interfaccia Microcontrollore:Collegare i due piedini di anodo comune (11, 16) a due pin GPIO configurati come uscite in sourcing di corrente. Collegare i 16 piedini catodo dei segmenti a pin GPIO configurati come uscite in sinking di corrente, eventualmente attraverso transistor o un IC driver per correnti più elevate.
2. Limitazione di Corrente:Implementare sink a corrente costante per ogni linea catodica, impostati a 10-15 mA per un buon equilibrio tra luminosità e longevità, rimanendo ben al di sotto del valore nominale continuo di 25 mA.
3. Software:Creare una tabella di ricerca che mappi i numeri 0-9 ai pattern di segmenti appropriati (A-G). Nel loop principale, abilitare Cifra 1, inviare il pattern per le decine, attendere 1-5 ms, disabilitare Cifra 1, abilitare Cifra 2, inviare il pattern per le unità, attendere 1-5 ms e ripetere. Questo crea una visualizzazione stabile e senza sfarfallio.
4. Considerazione Termica:Se l'involucro potrebbe diventare caldo (es. >50°C), considerare di ridurre leggermente la corrente di pilotaggio usando il fattore di derating (0.33 mA/°C sopra i 25°C) per garantire l'affidabilità.

9. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

9.1 Principio di Funzionamento di Base

Un LED è un diodo a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera il suo bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva (lo strato di AlInGaP in questo caso), rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). La specifica composizione della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap e quindi la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, che è nello spettro iper-rosso per questo dispositivo. Il layout a 14 segmenti consente la formazione di numeri e di un set limitato di caratteri alfabetici illuminando selettivamente combinazioni dei segmenti.

9.2 Tendenze del Settore

Sebbene display a foro passante come il LTP-3786JD-03 rimangano rilevanti per prototipazione, riparazione e alcune applicazioni industriali, la tendenza più ampia nella tecnologia dei display è verso package a montaggio superficiale (SMD) per l'assemblaggio automatizzato e la miniaturizzazione. Inoltre, c'è una spinta continua verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), che per i LED rossi comporta l'ottimizzazione della struttura epitassiale AlInGaP e il miglioramento dell'estrazione della luce dal chip. Per i display alfanumerici, i pannelli a matrice di punti sono sempre più comuni in quanto offrono piena capacità alfanumerica e grafica, sebbene i display segmentati conservino vantaggi in termini di costo, semplicità e chiarezza per letture numeriche dedicate.