Scheda Tecnica Display LED Alfanumerico Doppia Cifra LTP-4823JD - Altezza Cifra 10mm - Rosso Iper (650nm) - Tensione Diretta 2.6V - Dissipazione 70mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-4823JD è un modulo di visualizzazione alfanumerico a doppia cifra, compatto e ad alte prestazioni, progettato per applicazioni che richiedono una presentazione chiara di caratteri e simboli. La sua funzione principale è fornire un'interfaccia di output visivo per dati numerici, lettere e simboli specifici, rendendolo adatto a un'ampia gamma di strumentazione, pannelli di controllo ed elettronica di consumo.

Il vantaggio principale di questo dispositivo risiede nell'utilizzo della tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per i chip LED. Questo sistema di materiali è rinomato per produrre LED rossi e ambra ad alta efficienza. I chip sono fabbricati su un substrato GaAs non trasparente, che aiuta a migliorare il contrasto minimizzando la diffusione e la riflessione interna della luce. Il display presenta una faccia grigia con segmenti bianchi, una combinazione che migliora la leggibilità e l'estetica quando i LED sono spenti. Il dispositivo è categorizzato per intensità luminosa ed è offerto in un contenitore senza piombo conforme alle direttive RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose).

1.1 Caratteristiche Principali e Mercato di Riferimento

Il display vanta diverse caratteristiche che lo rendono attraente per i progettisti:

• Altezza Cifra:0.4 pollici (10 mm), offrendo un buon equilibrio tra dimensioni e visibilità.
• Qualità dei Segmenti:Segmenti uniformi e continui garantiscono un'illuminazione omogenea e un aspetto professionale.
• Efficienza Energetica:Basso fabbisogno di potenza, contribuendo a un design del sistema a risparmio energetico.
• Prestazioni Ottiche:Elevata luminosità e alto rapporto di contrasto garantiscono un'ottima visibilità anche in ambienti molto illuminati.
• Angolo di Visione:Un ampio angolo di visione consente la leggibilità da varie posizioni.
• Affidabilità:La costruzione a stato solido offre una lunga vita operativa e resistenza a urti e vibrazioni.

Il mercato di riferimento include sistemi di controllo industriale, apparecchiature di test e misura, dispositivi medici, cruscotti automobilistici (display secondari), terminali punto vendita ed elettrodomestici dove è richiesto un feedback alfanumerico chiaro e affidabile.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni del LTP-4823JD sono definite in condizioni di prova standard a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. I parametri chiave includono:

• Intensità Luminosa Media (I_V):Varia da un minimo di 320 µcd a un massimo di 975 µcd a una corrente diretta (I_F) di 1 mA. Il valore tipico rientra in questo intervallo. Questo parametro definisce la luminosità di ciascun segmento illuminato.
• Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λ_p):650 nanometri (nm). Questa è la lunghezza d'onda alla quale il LED emette la massima potenza ottica, definendo il suo colore "rosso iper".
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):639 nm. Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano, che può differire leggermente dalla lunghezza d'onda di picco.
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ):20 nm. Questo indica la purezza spettrale o la diffusione della luce emessa attorno alla lunghezza d'onda di picco.
• Tensione Diretta per Segmento (V_F):Tipicamente 2.6 Volt, con un massimo di 2.6V a I_F=20mA. Il minimo è 2.1V. Questo è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente.
• Corrente Inversa per Segmento (I_R):Massimo 100 µA a una tensione inversa (V_R) di 5V.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa:Massimo 2:1 per segmenti all'interno di un'area luminosa simile a I_F=1mA. Questo specifica la massima variazione di luminosità ammissibile tra i segmenti per garantire un aspetto uniforme.

Le misurazioni dell'intensità luminosa vengono eseguite utilizzando un sensore e un filtro calibrati per approssimare la curva di risposta fotopica dell'occhio CIE, garantendo che i valori corrispondano alla percezione visiva umana.

2.2 Valori Limite Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. Il funzionamento al di fuori di questi limiti non è garantito.

• Dissipazione di Potenza Media per Segmento:70 mW.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:90 mA (probabilmente per funzionamento impulsato).
• Corrente Diretta Media per Segmento:25 mA a 25°C. Questo valore si riduce linearmente di 0.33 mA/°C all'aumentare della temperatura ambiente oltre i 25°C.
• Tensione Inversa per Segmento:5 V.
• Intervallo di Temperatura Operativa:-35°C a +105°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-35°C a +105°C.

3. Informazioni Meccaniche e sul Package

3.1 Dimensioni Fisiche e Tolleranze

Le dimensioni del package sono fornite in millimetri. Le tolleranze chiave includono ±0.25 mm per la maggior parte delle dimensioni e ±0.4 mm per lo spostamento della punta del piedino. I disegni dimensionali dettagliati sono essenziali per il design dell'impronta sul PCB (Circuito Stampato) per garantire un corretto montaggio e allineamento. Il display è un dispositivo a montaggio through-hole con piedini progettati per la saldatura.

3.2 Connessioni dei Piedini e Circuito Interno

Il LTP-4823JD è un dispositivo a 20 piedini configurato come undisplay duplex ad anodo comune. Ciò significa che ha due cifre indipendenti (Carattere 1 e Carattere 2), ciascuna con una connessione di anodo condivisa. I catodi dei singoli segmenti sono portati su piedini separati.

Riepilogo Piedinatura:I piedini 4 e 10 sono rispettivamente gli anodi comuni per la cifra 1 e la cifra 2. I restanti piedini (1-3, 5-9, 11-13, 15-20) sono i catodi per i vari segmenti (A, B, C, D, E, F, G, H, K, M, N, P, R, S, T, U, D.P.). Il piedino 14 è indicato come "Nessuna Connessione" (N/C). Lo schema del circuito interno mostra la disposizione di questi LED con le loro connessioni ad anodo comune.

Questa configurazione ad anodo comune richiede che il circuito di pilotaggio fornisca corrente al piedino dell'anodo comune e assorba corrente attraverso i singoli piedini catodici per illuminare un segmento specifico.

4. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

La scheda tecnica specifica le condizioni di saldatura per prevenire danni termici durante l'assemblaggio. La condizione raccomandata è saldare a 260°C per un massimo di 3 secondi, misurati in un punto a 1/16 di pollice (circa 1.6 mm) sotto il piano di appoggio del package. È fondamentale non superare i valori limite di temperatura massima del dispositivo durante qualsiasi fase del processo di assemblaggio. Per i componenti LED, devono essere sempre seguite le corrette procedure di manipolazione ESD (Scarica Elettrostatica).

5. Suggerimenti Applicativi e Considerazioni di Progetto

5.1 Circuiti Applicativi Tipici

Per pilotare il LTP-4823JD, a causa della sua configurazione ad anodo comune, viene tipicamente impiegato uno schema di multiplexing. Viene utilizzato un microcontrollore o un IC driver di display dedicato. Gli anodi comuni (piedini 4 e 10) sono collegati a uscite di sorgente di corrente o all'alimentazione commutata tramite transistor. I piedini catodici dei segmenti sono collegati a driver di assorbimento di corrente (come un array di transistor o un driver IC con uscite a collettore/drain aperto).

Il display viene multiplexato commutando rapidamente (strobando) l'alimentazione all'anodo comune di ciascuna cifra mentre si presentano i dati del segmento corrispondente sulle linee catodiche. Deve essere mantenuta una frequenza di refresh sufficientemente alta per evitare lo sfarfallio visibile (tipicamente >60 Hz per cifra). Resistenze di limitazione della corrente sono obbligatorie per ciascun catodo di segmento (o possibilmente per ciascun anodo comune, a seconda del design del driver) per impostare la corrente diretta desiderata, tipicamente tra 1 mA e 20 mA in base al requisito di luminosità dell'applicazione.

5.2 Considerazioni di Progetto

• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre resistenze in serie per controllare la corrente del segmento. Calcolare il valore della resistenza usando R = (V_{alimentazione}- V_F) / I_F, dove V_Fè la tensione diretta dalla scheda tecnica (utilizzare il valore massimo per un progetto sicuro).
• Dissipazione di Potenza:Assicurarsi che la corrente media per segmento non superi il valore nominale di 25 mA, considerando la derating con la temperatura. La potenza totale per tutti i segmenti illuminati deve essere gestita.
• Condizioni di Visione:L'alto contrasto e l'ampio angolo di visione lo rendono adatto per applicazioni in cui il display può essere visto da un'angolazione. La faccia grigia riduce la riflessione della luce ambientale.
• Regolazione Luminosità:La luminosità può essere controllata tramite modulazione di larghezza di impulso (PWM) della corrente di pilotaggio, che è più efficace e stabile nel colore rispetto alla riduzione analogica della corrente.

6. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve delle caratteristiche elettriche e ottiche. Sebbene i grafici specifici non siano dettagliati nel testo fornito, tali curve generalmente includono:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (I_Vvs. I_F):Mostra come la luminosità aumenta con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare, evidenziando il punto di rendimenti decrescenti.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (V_Fvs. I_F):Dimostra la caratteristica esponenziale I-V del diodo.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_Vvs. T_a):Illustra come l'output del LED diminuisca all'aumentare della temperatura di giunzione, sottolineando l'importanza della gestione termica nelle applicazioni ad alta luminosità o alta temperatura.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra l'intensità della luce emessa su diverse lunghezze d'onda, centrata attorno a 650 nm con una larghezza a mezza altezza di ~20 nm.

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

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il LTP-4823JD si differenzia grazie alla sua tecnologia AlInGaP. Rispetto a tecnologie più vecchie come i LED rossi standard GaAsP (Fosfuro di Gallio Arseniuro), l'AlInGaP offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio o in un consumo energetico inferiore a parità di luminosità. Il colore "rosso iper" (650nm) è spesso più visivamente accattivante e può avere prestazioni migliori in alcuni sistemi di sensori ottici. Il formato a 16 segmenti fornisce capacità alfanumeriche oltre i semplici display numerici a 7 segmenti, mentre la costruzione a doppia cifra in un unico modulo risparmia spazio sulla scheda rispetto a due unità a cifra singola separate.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra lunghezza d'onda di picco (650nm) e lunghezza d'onda dominante (639nm)?

R: La lunghezza d'onda di picco è il picco fisico dello spettro di emissione. La lunghezza d'onda dominante è il punto di colore percepito. La leggera differenza è dovuta alla forma dello spettro di emissione e alla curva di sensibilità dell'occhio umano (CIE). La lunghezza d'onda dominante è più rilevante per la specifica del colore.

D: Posso pilotare questo display con un microcontrollore a 5V senza altri componenti?

R: No. È necessario utilizzare resistenze di limitazione della corrente esterne per ciascun catodo di segmento. Collegare un LED direttamente a un pin di un microcontrollore può danneggiare sia il LED (per sovracorrente) che il pin del microcontrollore (per superamento della sua capacità di assorbimento/fornitura di corrente).

D: Cosa significa "categorizzato per intensità luminosa"?

R: Significa che i display vengono testati e suddivisi in lotti in base alla loro luminosità misurata a una corrente di prova standard. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con livelli di luminosità coerenti per la loro applicazione, garantendo un aspetto uniforme tra più unità in un prodotto.

D: Come posso controllare il punto decimale?

R: Il punto decimale (D.P.) è un segmento separato con la propria connessione catodica (Piedino 5). È controllato in modo indipendente proprio come qualsiasi altro segmento (A, B, C, ecc.).

9. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

.1 Basic Operating Principle

9.1 Principio di Funzionamento di Base

Un LED è un diodo a semiconduttore. Quando viene applicata una tensione diretta che supera la sua tensione di banda proibita, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Il colore della luce è determinato dalla banda proibita del materiale semiconduttore. L'AlInGaP ha una banda proibita corrispondente alla luce rossa/arancione/ambra. Il substrato non trasparente aiuta a dirigere più luce generata verso la parte superiore del dispositivo, migliorando l'efficienza.

9.2 Tendenze del Settore