Scheda Tecnica Display LED LTP-4823KF - Altezza Cifra 0.4 Pollici - AlInGaP Giallo Arancio - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTP-4823KF è un modulo display LED alfanumerico a doppia cifra e 16 segmenti. La sua funzione principale è quella di presentare caratteri alfanumerici (lettere e numeri) nei dispositivi elettronici. La tecnologia di base utilizza il materiale semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre un'emissione luminosa di colore giallo arancio. Questo dispositivo è configurato come anodo comune, il che significa che gli anodi dei LED per ciascuna cifra sono collegati insieme internamente, semplificando i circuiti di pilotaggio a multiplexing. Il display presenta una facciata grigia con segmenti bianchi, che migliora il contrasto e la leggibilità in varie condizioni di illuminazione.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi chiave di questo display derivano dalla sua tecnologia AlInGaP e dal design. Offre un'elevata luminosità e un eccellente contrasto, rendendolo adatto per applicazioni in cui la visibilità è critica. L'ampio angolo di visione garantisce la leggibilità del display da varie posizioni. La sua costruzione allo stato solido garantisce un'elevata affidabilità e una lunga durata operativa rispetto ad altre tecnologie di visualizzazione. Il basso consumo energetico è un vantaggio significativo per applicazioni alimentate a batteria o attente al risparmio energetico. Questo display è tipicamente destinato a pannelli di controllo industriali, apparecchiature di test e misura, terminali POS, strumentazione e qualsiasi sistema embedded che richieda una visualizzazione numerica o alfanumerica limitata, chiara e affidabile.

2. Approfondimento sui Parametri Tecnici

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

2.1 Caratteristiche Fotometriche e Ottiche

La caratteristica ottica principale è l'Intensità Luminosa Media (Iv), misurata in microcandele (µcd). In una condizione di test standard con una corrente diretta (IF) di 1mA, l'intensità varia da un minimo di 500 µcd a un valore tipico di 1300 µcd. Questo parametro definisce la luminosità percepita dei segmenti. La luce è caratterizzata da unaLunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp)di 611 nm e da unaLunghezza d'Onda Dominante (λd)di 605 nm, entrambe misurate a IF=20mA. Questi valori collocano l'emissione saldamente nella regione giallo-arancio dello spettro visibile. LaLarghezza a Metà Altezza della Linea Spettrale (Δλ)è di 17 nm, indicando la purezza spettrale della luce emessa. Una semilarghezza più stretta generalmente significa un colore più saturo.

2.2 Caratteristiche Elettriche

Il parametro elettrico chiave è laTensione Diretta per Segmento (VF). Con una corrente di pilotaggio di 20mA, la tensione diretta tipica è di 2.6V, con un minimo di 2.05V. Questo valore è cruciale per progettare il circuito di limitazione della corrente per i LED. LaCorrente Inversa per Segmento (IR) è specificata con un massimo di 100 µA quando viene applicata una tensione inversa (VR) di 5V, indicando la corrente di dispersione nello stato spento. IlRapporto di Uniformità dell'Intensità Luminosaper segmenti all'interno di un'area luminosa simile è al massimo di 2:1. Ciò significa che il segmento più luminoso non dovrebbe essere più del doppio più luminoso del segmento più debole nelle stesse condizioni, garantendo un aspetto uniforme.

2.3 Valori Nominali Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente. LaDissipazione di Potenza Media per Segmentonon deve superare i 70 mW. LaCorrente Diretta di Picco per Segmento è limitata a 60 mA, mentre laCorrente Diretta Media per Segmento è nominalmente di 25 mA a 25°C, con una riduzione lineare di 0.33 mA/°C sopra i 25°C. Questa riduzione è essenziale per la gestione termica in ambienti ad alta temperatura. La massimaTensione Inversa per Segmento è di 5V. Il dispositivo può operare ed essere conservato entro unIntervallo di Temperaturada -35°C a +105°C.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

La scheda tecnica include una tabella di bin per l'intensità luminosa. Il binning è un processo di controllo qualità in cui i LED vengono suddivisi (bin) in base ai parametri di prestazione misurati per garantire la coerenza. Per il LTP-4823KF, i LED sono categorizzati in bin (F, G, H, J, K) secondo la loro intensità luminosa media misurata a IF=1mA. Gli intervalli sono: F (321-500 µcd), G (501-800 µcd), H (801-1300 µcd), J (1301-2100 µcd) e K (2101-3400 µcd). Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con un livello di luminosità specifico per la loro applicazione, garantendo uniformità tra più display o soddisfacendo esattamente il requisito di luminosità del progetto.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene le curve specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, le tipiche curve di prestazione per tali dispositivi includerebbero:

• Curva IV (Corrente vs. Tensione):Mostra la relazione tra corrente diretta e tensione diretta. È non lineare, con una tensione di soglia (circa 2V per AlInGaP) dopo la quale la corrente aumenta rapidamente con piccoli aumenti di tensione. Ciò evidenzia la necessità di un pilotaggio a corrente costante.
• Intensità Luminosa vs. Corrente Diretta:Dimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente di pilotaggio. È generalmente lineare in un intervallo ma satura a correnti molto elevate a causa del decadimento termico e dell'efficienza.
• Intensità Luminosa vs. Temperatura Ambiente:Mostra come l'emissione luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura di giunzione del LED. Questa curva è critica per applicazioni che operano in un ampio intervallo di temperature.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~611 nm e la forma dello spettro di emissione.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LTP-4823KF ha un ingombro standard per display LED a doppia cifra. Le dimensioni del package sono fornite in millimetri. Le note meccaniche chiave includono: tutte le tolleranze dimensionali sono ±0.25 mm salvo diversa specifica e la tolleranza di spostamento della punta del pin è ±0.4 mm. Il dispositivo presenta 20 pin in una singola fila. Lo schema circuitale interno mostra che è una configurazione ad anodo comune per due caratteri a 16 segmenti, con un punto decimale (D.P.) a destra. La tabella di connessione dei pin elenca meticolosamente la connessione del catodo per ciascun segmento (A-U, D.P., e gli anodi comuni per il Carattere 1 e il Carattere 2). Il pin 14 è indicato come \"Nessuna Connessione\" (N.C.).

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

La scheda tecnica specifica le condizioni di saldatura: il dispositivo può essere sottoposto a una temperatura del saldatore di 260°C per 3 secondi, con la punta del saldatore posizionata 1/16 di pollice (circa 1.6 mm) sotto il piano di appoggio del package. È cruciale non superare questa temperatura massima nominale durante l'assemblaggio per prevenire danni ai chip LED interni e al package plastico. Per la saldatura a onda o a rifusione, devono essere seguite le curve standard per componenti through-hole, assicurando che la temperatura massima del corpo non superi la temperatura massima di conservazione di 105°C.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è ideale per qualsiasi dispositivo che richieda una chiara visualizzazione a due cifre con occasionali indicatori alfabetici. Usi comuni includono: multimetri digitali, contatori di frequenza, timer, controllori di processo, dispositivi medici (es. monitor per pazienti), elettrodomestici (es. forni, termostati) e strumenti di diagnostica automobilistica.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Circuito di Pilotaggio:Essendo un display ad anodo comune, è meglio pilotato da un circuito a multiplexing. Un microcontrollore può assorbire corrente attraverso i catodi dei segmenti (tramite resistori di limitazione) mentre abilita sequenzialmente i pin dell'anodo comune per ciascuna cifra.
• Limitazione della Corrente:Utilizzare sempre resistori in serie per ciascun catodo di segmento o nel percorso dell'anodo comune per limitare la corrente al valore desiderato (es. 10-20 mA per la piena luminosità). Calcolare il valore del resistore usando R = (Vcc - Vf) / If, dove Vf è la tensione diretta dalla scheda tecnica.
• Frequenza di Refresh:Quando si multiplexano due cifre, assicurarsi che la frequenza di refresh sia sufficientemente alta (tipicamente >60 Hz) per evitare sfarfallio visibile.
• Angolo di Visione:Posizionare il display considerando il suo ampio angolo di visione per massimizzare l'usabilità per l'utente finale.

8. Confronto Tecnico

Rispetto a tecnologie più datate come i LED rossi GaAsP, l'AlInGaP utilizzato nel LTP-4823KF offre un'efficienza luminosa significativamente più alta, risultando in una maggiore luminosità a parità di corrente di pilotaggio. Rispetto ai display a singola cifra, questa unità a doppia cifra risparmia spazio sulla scheda e semplifica l'assemblaggio. Rispetto ai display a matrice di punti, le unità a 16 segmenti offrono un'interfaccia di pilotaggio più semplice (20 pin contro molti di più per una matrice) ma sono limitate a caratteri alfanumerici e pochi simboli, non a grafica completa.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo del pin \"Nessuna Connessione\" (Pin 14)?

R: Questo pin è presente meccanicamente ma non è collegato elettricamente a nessun componente interno. È spesso incluso per stabilità meccanica durante la saldatura o per mantenere un'impronta di piedinatura standard in una famiglia di dispositivi simili.

D: Come interpreto il \"Rapporto di Uniformità dell'Intensità Luminosa\" di 2:1?

R: È una specifica di uniformità. Significa che in condizioni di pilotaggio identiche, l'intensità luminosa misurata di un qualsiasi segmento non dovrebbe essere più del doppio dell'intensità di qualsiasi altro segmento sullo stesso display. Cið garantisce un aspetto uniforme su tutti i segmenti accesi.

D: Posso pilotare questo display con un'alimentazione a 5V?

R: Sì, ma è necessario utilizzare un resistore di limitazione della corrente. Con un Vf tipico di 2.6V a 20mA, il valore del resistore richiesto sarebbe R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 Ohm. Verificare sempre il Vf effettivo del lotto specifico e regolare di conseguenza il valore del resistore per ottenere la corrente desiderata.

10. Caso d'Uso Pratico

Scenario: Progettare un Semplice Timer Digitale.Il LTP-4823KF è perfetto per visualizzare minuti e secondi (MM:SS). Un microcontrollore controllerebbe il display tramite multiplexing. Una porta I/O controllerebbe i 18 catodi dei segmenti (attraverso transistor o un IC driver), e altri due pin I/O controllerebbero i due anodi comuni. Il firmware aggiornerebbe i dati dei segmenti e passerebbe rapidamente tra le due cifre. L'elevata luminosità garantisce che il timer sia visibile in una stanza ben illuminata, e il basso consumo è vantaggioso se il dispositivo è alimentato a batteria.

11. Principio di Funzionamento

Il dispositivo funziona sul principio dell'elettroluminescenza in una giunzione p-n di un semiconduttore. Quando una tensione diretta superiore alla tensione di soglia del diodo viene applicata tra l'anodo e il catodo di un segmento LED, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva (lo strato AlInGaP). Questa ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce). La composizione specifica della lega AlInGaP determina l'energia del bandgap, che a sua volta determina la lunghezza d'onda (colore) della luce emessa, in questo caso giallo-arancio. Ciascuno dei 16 segmenti è un LED individuale o una combinazione di LED, e illuminando selettivamente questi segmenti, si possono formare caratteri alfanumerici.

12. Tendenze Tecnologiche

Sebbene display a 16 segmenti come il LTP-4823KF rimangano rilevanti per applicazioni specifiche, la tendenza più ampia nella visualizzazione delle informazioni è verso una maggiore integrazione e flessibilità. Display a matrice di punti OLED e LCD stanno diventando più competitivi in termini di costo e offrono piene capacità alfanumeriche e grafiche. Tuttavia, i display a segmenti LED mantengono vantaggi in ambienti estremi (ampio intervallo di temperatura, alta luminosità) e per applicazioni in cui la semplicità, l'affidabilità e la lunga durata sono fondamentali. La tecnologia AlInGaP sottostante continua a vedere miglioramenti in efficienza e durata. Inoltre, c'è una costante spinta del settore verso consumi energetici ancora più bassi e la conformità a normative ambientali come RoHS, che questo dispositivo soddisfa già con il suo package senza piombo.