Scheda Tecnica Display LED LTD-322KD-31 - Altezza Cifra 0.3 Pollici - Iper Rosso - Tensione Diretta 2.6V - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTD-322KD-31 è un modulo display LED a sette segmenti e doppia cifra, progettato per applicazioni di visualizzazione numerica. Presenta un'altezza della cifra di 0.3 pollici (7.62 mm), garantendo caratteri nitidi e leggibili adatti a una vasta gamma di apparecchiature elettroniche. Il dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per produrre un'emissione Iper Rossa, caratterizzata da elevata luminosità ed eccellente purezza del colore. Il display ha una facciata nera con segmenti bianchi, creando un aspetto ad alto contrasto che migliora la leggibilità in diverse condizioni di illuminazione. È costruito con un materiale riflettente speciale in grado di resistere ai processi di saldatura ad alta temperatura, rendendolo robusto per le linee di assemblaggio standard. Il package è privo di piombo e conforme alle direttive RoHS.

1.1 Caratteristiche Principali

• Altezza cifra di 0.3 pollici (7.62 mm) per una visibilità ottimale.
• Utilizza chip LED AlInGaP Iper Rossi per elevata luminosità ed efficienza.
• Segmenti uniformi e continui garantiscono un aspetto dei caratteri coerente.
• Basso consumo energetico, ideale per dispositivi alimentati a batteria.
• Eccellente aspetto dei caratteri con alto contrasto (facciata nera, segmenti bianchi).
• Ampio angolo di visione per un montaggio flessibile e posizionamento dell'utente.
• Elevata affidabilità grazie alla costruzione a stato solido.
• L'intensità luminosa è categorizzata (binning) per garantire prestazioni uniformi.
• Package privo di piombo conforme alle normative ambientali.

1.2 Descrizione del Dispositivo

The part number LTD-322KD-31 specifically denotes a duplex (dual-digit), common cathode display with a right-hand decimal point. The common cathode configuration simplifies driving circuitry, as all segment LEDs for a given digit share a common ground connection. The right-hand decimal point is integrated for displaying fractional values.

2. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

2.1 Dimensioni del Package

Il contorno meccanico del display è definito nella scheda tecnica con tutte le dimensioni fornite in millimetri. Le note dimensionali chiave includono:

• La tolleranza dimensionale generale è di ±0.25 mm salvo diversa specifica.
• La tolleranza di spostamento della punta del pin è di ±0.4 mm.
• Criteri di qualità specifici sono definiti per l'area del segmento: materiale estraneo ≤10 mil, contaminazione da inchiostro ≤20 mil, bolle ≤10 mil.
• La flessione del riflettore è limitata all'1% della sua lunghezza.
• Per un assemblaggio ottimale, si consiglia un diametro del foro della scheda a circuito stampato (PCB) di 1.0 mm.

2.2 Aspetto Fisico e Identificazione della Polarità

Il display presenta una facciata nera. Quattro lati del package sono verniciati di nero con inchiostro, mentre un lato specifico è verniciato utilizzando una penna nera, risultando in una leggera differenza visiva. Questo lato funge da marcatore fisico per la polarità o l'orientamento durante l'assemblaggio. Le connessioni dei pin sono chiaramente definite per prevenire un'inserzione errata.

3. Caratteristiche Elettriche e Ottiche

3.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Sono specificati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C.

• Dissipazione di Potenza per Segmento: 70 mW
• Corrente Diretta di Picco per Segmento: 90 mA (a ciclo di lavoro 1/10, larghezza impulso 0.1ms)
• Corrente Diretta Continua per Segmento: 25 mA (derating lineare di 0.33 mA/°C sopra i 25°C)
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento: -35°C a +85°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione: -35°C a +85°C
• Condizione di Saldatura: 265 ±5°C per 5 secondi, con la punta del saldatore posizionata 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio.

3.2 Caratteristiche Elettriche/Ottiche

Questi sono i parametri operativi tipici misurati a Ta=25°C.

• Intensità Luminosa Media per Segmento (IV):
  • MIN: 320 µcd, TIP: 900 µcd a IF=1mA
  • TIP: 11700 µcd a IF=10mA
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λp): 650 nm (a IF=20mA)
• Larghezza a Mezza Altezza Spettrale (Δλ): 20 nm (a IF=20mA)
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd): 639 nm (tolleranza ±1 nm) (a IF=20mA)
• Tensione Diretta per Chip (VF): TIP 2.6V, intervallo 2.1V a 2.6V (tolleranza ±0.1V) (a IF=20mA)
• Corrente Inversa per Segmento (IR): MAX 100 µA (a VR=5V) - Nota: Questo è solo per test, non per funzionamento continuo.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa: MAX 2:1 (tra segmenti in area luminosa simile a IF=1mA)
• Specifica di Diafonia: ≤ 2.5%

3.3 Distribuzione dei Bin (Sistema di Classificazione)

L'intensità luminosa dei LED è categorizzata in bin per garantire coerenza all'interno di un lotto di produzione. I codici bin (F, G, H, J, K) corrispondono a specifici valori minimi e massimi di intensità luminosa in microcandele (µcd), ciascuno con una tolleranza di ±15%. Ciò consente ai progettisti di selezionare display con livelli di luminosità corrispondenti.

4. Circuito Interno e Configurazione dei Pin

4.1 Schema del Circuito Interno

Il display ha un circuito interno in cui ciascuno dei sette segmenti (da A a G) e il punto decimale (DP) in ogni cifra è un LED individuale. I catodi di tutti i segmenti per la Cifra 1 sono collegati insieme a un pin comune, e similmente per la Cifra 2. Questo forma la configurazione a catodo comune per ciascuna cifra.

4.2 Tabella di Connessione dei Pin

Il dispositivo ha una configurazione a 10 pin. Il pinout è il seguente:

• Pin 1: Anodo G (Segmento G)
• Pin 2: Nessuna Connessione (N/C)
• Pin 3: Anodo A (Segmento A)
• Pin 4: Anodo F (Segmento F)
• Pin 5: Catodo Comune per la Cifra 2
• Pin 6: Anodo D (Segmento D)
• Pin 7: Anodo E (Segmento E)
• Pin 8: Anodo C (Segmento C)
• Pin 9: Anodo B (Segmento B)
• Pin 10: Catodo Comune per la Cifra 1

Questa disposizione consente un pilotaggio multiplexato, dove le due cifre vengono illuminate alternativamente ad alta frequenza per creare la percezione che siano entrambe accese simultaneamente.

5. Linee Guida Applicative e Precauzioni

5.1 Uso Previsto e Considerazioni di Progettazione

Questo display è progettato per apparecchiature elettroniche ordinarie, inclusi apparecchi per ufficio, dispositivi di comunicazione e applicazioni domestiche. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe compromettere la sicurezza (es. aviazione, sistemi medici), è necessaria una consultazione prima dell'uso. Le considerazioni di progettazione chiave includono:

• Circuito di Pilotaggio:Si raccomanda vivamente il pilotaggio a corrente costante per garantire un'emissione luminosa uniforme e una lunga durata. Il circuito deve essere progettato per accogliere l'intera gamma della tensione diretta (VF: 2.1V a 2.6V) per garantire che la corrente di pilotaggio target venga erogata in tutte le condizioni.
• Gestione della Corrente e della Temperatura:Far funzionare il display al di sopra della corrente o della temperatura ambiente consigliate porterà a un'accelerazione del degrado dell'emissione luminosa e a un potenziale guasto prematuro. La corrente di pilotaggio deve essere deratata per temperature ambiente più elevate.
• Circuiti di Protezione:Il circuito di pilotaggio dovrebbe incorporare protezioni contro tensioni inverse e picchi di tensione transitori che possono verificarsi durante l'accensione o lo spegnimento, poiché questi possono danneggiare i chip LED.
• Evitare la Polarizzazione Inversa:La polarizzazione inversa continua dovrebbe essere evitata in quanto può causare migrazione metallica all'interno del semiconduttore, aumentando la corrente di dispersione o causando cortocircuiti.

5.2 Precauzioni per l'Assemblaggio e la Manipolazione

• Saldatura:Attenersi strettamente alla condizione di saldatura specificata (265°C ±5°C per 5 secondi). La temperatura del corpo del display stesso non deve superare i valori massimi durante l'assemblaggio.
• Stress Meccanico:Non applicare forze anomale al corpo del display durante l'assemblaggio. Utilizzare strumenti e metodi appropriati.
• Condizioni Ambientali:Evitare rapidi cambiamenti della temperatura ambiente, specialmente in ambienti ad alta umidità, per prevenire la formazione di condensa sulla superficie del LED, che potrebbe influenzare le prestazioni o causare danni.
• Conservazione:Conservare entro l'intervallo di temperatura specificato (-35°C a +85°C). Ulteriori note sulle condizioni di conservazione mettono in guardia contro ambienti che potrebbero portare all'ingresso di umidità o a stress meccanici.
• Interazione con Pannello Frontale/Filtro:Se una pellicola stampata o un filtro con motivo viene applicato sulla superficie del display utilizzando un adesivo sensibile alla pressione, non è consigliabile lasciare che questo lato sia a stretto contatto con il pannello frontale o il coperchio. La pressione o l'attrito potrebbero causare lo spostamento della pellicola dalla sua posizione originale.

6. Analisi delle Prestazioni e Confronto Tecnico

6.1 Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche siano referenziate nella scheda tecnica, le prestazioni tipiche per i LED Iper Rossi AlInGaP possono essere dedotte:

• Curva IV (Corrente-Tensione):Presenta una caratteristica diodo standard con una tensione diretta tipicamente intorno a 2.6V a 20mA. La curva è relativamente ripida, indicando una buona conduttività una volta raggiunta la tensione di soglia.
• Intensità Luminosa vs. Corrente (LI-I):L'emissione luminosa aumenta in modo super-lineare con la corrente a livelli inferiori, diventando più lineare a correnti più elevate. Operare a 10mA fornisce una luminosità significativamente più alta rispetto a 1mA, come indicato nelle specifiche.
• Dipendenza dalla Temperatura:La tensione diretta (VF) ha un coefficiente di temperatura negativo (diminuisce all'aumentare della temperatura). L'intensità luminosa tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione, motivo per cui la gestione termica e il derating della corrente sono critici.
• Distribuzione Spettrale:La lunghezza d'onda di picco di 650 nm e quella dominante di 639 nm collocano questo LED nella regione del rosso profondo/iper rosso dello spettro. La stretta larghezza a mezza altezza spettrale (20 nm) indica una buona purezza del colore.

6.2 Differenziazione da Altre Tecnologie

Rispetto ai vecchi LED GaAsP o ai LED rossi standard GaP, la tecnologia AlInGaP offre diversi vantaggi:

• Maggiore Efficienza e Luminosità:AlInGaP fornisce un'efficienza luminosa superiore, risultando in una maggiore emissione luminosa per la stessa corrente di pilotaggio.
• Migliore Stabilità Termica:Sebbene ancora sensibile alla temperatura, AlInGaP generalmente mantiene le prestazioni meglio a temperature elevate rispetto alle tecnologie più vecchie.
• Colore Superiore:Il colore iper rosso è spesso percepito come più vibrante e saturo.
• L'uso di un substrato GaAs non trasparente aiuta a dirigere la luce in avanti, migliorando l'efficienza complessiva rispetto ad alcuni progetti con substrato trasparente.

7. Scenari Applicativi Tipici e Caso di Progettazione

7.1 Scenari Applicativi

Il LTD-322KD-31 è ideale per qualsiasi dispositivo che richieda un display numerico compatto, luminoso e affidabile. Applicazioni comuni includono:

• Apparecchiature di test e misurazione (multimetri, alimentatori).
• Elettronica di consumo (amplificatori audio, sveglie radio, elettrodomestici da cucina).
• Pannelli di controllo industriali e timer.
• Terminali di vendita e calcolatrici.
• Accessori per il mercato dei ricambi automobilistici (es. monitor di tensione).

7.2 Caso di Progettazione: Circuito di Pilotaggio Multiplexato

Un tipico progetto utilizza un microcontrollore per pilotare questo display in configurazione multiplexata. Il microcontrollore avrebbe due set di 8 uscite (7 segmenti + decimale) collegati agli anodi di segmento (pin 1,3,4,6,7,8,9 e l'anodo del punto decimale se utilizzato). Due ulteriori pin del microcontrollore, configurati come open-drain o collegati tramite transistor, controllerebbero i pin di catodo comune (5 e 10). La routine software dovrebbe:

1. Disattivare entrambi i piloti di catodo comune.
2. Inviare il pattern di segmenti per la Cifra 1 alle linee dei segmenti.
3. Abilitare brevemente (mettere a massa) il catodo comune per la Cifra 1.
4. Dopo un breve ritardo (es. 5-10ms), disattivare il catodo della Cifra 1.
5. Inviare il pattern di segmenti per la Cifra 2.
6. Abilitare brevemente il catodo comune per la Cifra 2.
7. Ripetere il ciclo a una frequenza sufficientemente alta per evitare sfarfallio visibile (tipicamente >60Hz).

Resistenze limitatrici di corrente sono necessarie in serie con ciascuna linea anodica di segmento. Il loro valore è calcolato in base alla tensione di alimentazione (Vcc), alla tensione diretta del LED (VF ~2.6V) e alla corrente di segmento desiderata (es. 10mA per alta luminosità): R = (Vcc - VF) / I_segmento. Un driver IC a corrente costante può essere utilizzato al posto delle resistenze per un controllo della luminosità più preciso e stabile.

8. Domande Frequenti (FAQ)

8.1 Qual è lo scopo del binning dell'intensità luminosa?

Il binning garantisce coerenza all'interno di una produzione. Quando si utilizzano più display in un singolo prodotto (come un pannello multi-cifra), specificare lo stesso codice bin garantisce che tutte le cifre abbiano una luminosità strettamente corrispondente, impedendo ad alcune cifre di apparire più scure o più luminose di altre.

8.2 Posso pilotare questo display con una sorgente a tensione costante?

Non è raccomandato. I LED sono dispositivi pilotati a corrente. La loro tensione diretta ha una tolleranza e varia con la temperatura. Una sorgente a tensione costante con una resistenza in serie è un'approssimazione comune, ma per prestazioni e longevità ottimali, specialmente su un ampio intervallo di temperature, un vero driver a corrente costante è superiore.

8.3 Perché c'è un pin "Nessuna Connessione"?

Il package a 10 pin è probabilmente un'impronta standard. Il pin 2 è lasciato come Nessuna Connessione (N/C) in questa specifica variante del dispositivo. Non deve essere collegato a nessuna traccia del circuito.

8.4 Come interpreto la "Specifica di diafonia ≤ 2.5%"?

La diafonia si riferisce all'illuminazione indesiderata di un segmento che dovrebbe essere spento, causata da corrente di dispersione o accoppiamento capacitivo da segmenti pilotati adiacenti. Un valore ≤2.5% significa che l'intensità luminosa di un segmento "spento" non dovrebbe essere superiore al 2.5% dell'intensità di un segmento completamente "acceso" in condizioni specificate, garantendo un buon contrasto tra segmenti attivi e inattivi.

8.5 Cosa significa "Iper Rosso" rispetto al rosso standard?

Iper Rosso denota tipicamente un LED con una lunghezza d'onda dominante più lunga di quella dei LED rossi standard, spesso nell'intervallo di 630-660 nm. Appare come un colore rosso più profondo e saturo. La lunghezza d'onda dominante di 639 nm del LTD-322KD-31 rientra in questa categoria, offrendo un elevato impatto visivo e buone prestazioni nelle applicazioni dove la distinzione del colore è importante.