Scheda Tecnica Display LED LTD-2601JG-J - Altezza Cifra 0.28 Pollici - Verde AlInGaP - Tensione Diretta 2.6V - Dissipazione 70mW - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTD-2601JG-J è un modulo di visualizzazione alfanumerico a due cifre e sette segmenti, progettato per visualizzazioni numeriche chiare in varie applicazioni elettroniche. Presenta un'altezza della cifra di 0.28 pollici (7.0 mm), offrendo un buon compromesso tra dimensioni compatte e visibilità. Il dispositivo utilizza la tecnologia a semiconduttore AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) per i suoi segmenti a emissione di luce verde, garantendo alta luminosità ed efficienza. Il display ha una faccia grigia con segmenti bianchi, migliorando contrasto e leggibilità. I suoi vantaggi principali includono basso consumo energetico, eccellente aspetto dei caratteri con segmenti uniformi e continui, alta luminosità, ampi angoli di visione e affidabilità allo stato solido. È classificato per intensità luminosa e viene fornito in un package senza piombo conforme alle direttive RoHS.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Le prestazioni del dispositivo sono specificate a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C. I parametri chiave includono:

• Intensità Luminosa Media per Segmento:Varia da un minimo di 200 ucd a un massimo di 3400 ucd, con un valore tipico di 540 ucd, misurato a una corrente diretta (IF) di 1 mA.
• Intensità Luminosa Media per Punto Decimale (DP):Minimo di 50 ucd a IF=1mA.
• Lunghezza d'Onda di Picco di Emissione (λp):571 nm a IF=20mA.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λd):572 nm a IF=20mA.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm a IF=20mA.
• Tensione Diretta per Segmento (VF):Tipicamente 2.6V, con un massimo di 2.6V a IF=20mA.
• Corrente Inversa per Segmento (IR):Massimo di 100 µA a una tensione inversa (VR) di 5V. Nota: questa è una condizione di test e il dispositivo non è destinato a funzionare in polarizzazione inversa continua.
• Rapporto di Corrispondenza dell'Intensità Luminosa:Massimo 2:1 per aree luminose simili a IF=1mA.
• Delta di Corrispondenza della Lunghezza d'Onda Dominante (Δλd):Massimo 4 nm per aree luminose simili a IF=20mA.
• Diafonia:Specificata come ≤ 2.5%.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Sollecitazioni oltre questi limiti possono causare danni permanenti.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:70 mW
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:60 mA (Ciclo di Lavoro 1/10, Larghezza Impulso 0.1ms)
• Corrente Diretta Continua per Segmento:25 mA (Derating lineare da 25°C a 0.28 mA/°C)
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento:-35°C a +105°C
• Intervallo di Temperatura di Conservazione:-35°C a +105°C
• Temperatura di Saldatura:260°C per 5 secondi, misurata a 1/16 di pollice (≈1.6mm) sotto il piano di appoggio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il dispositivo utilizza un sistema di binning per classificare le unità in base alla loro intensità luminosa misurata a 1 mA. Ciò garantisce uniformità di luminosità per applicazioni che richiedono un aspetto omogeneo. I bin sono definiti come segue, con una tolleranza di intensità luminosa di ±15% all'interno di ciascun bin:

• Bin E:201 - 320 ucd
• Bin F:321 - 500 ucd
• Bin G:501 - 800 ucd
• Bin H:801 - 1300 ucd
• Bin J:1301 - 2100 ucd
• Bin K:2101 - 3400 ucd

Il codice bin specifico per un'unità è marcato sull'imballaggio del dispositivo. Viene eseguita anche una corrispondenza per la lunghezza d'onda dominante entro un delta di 4 nm per segmenti in aree luminose simili.

4. 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 illustrano tipicamente la relazione tra corrente diretta (IF) e tensione diretta (VF), la dipendenza dell'intensità luminosa dalla corrente diretta e la variazione di questi parametri con la temperatura ambiente. Analizzare queste curve è cruciale per la progettazione del circuito per garantire una corretta limitazione di corrente, prevedere la luminosità in diverse condizioni di pilotaggio e comprendere gli effetti termici sulle prestazioni. I progettisti devono aspettarsi che la tensione diretta abbia un coefficiente di temperatura negativo e che l'intensità luminosa diminuisca all'aumentare della temperatura.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il display ha un'impronta standard a due cifre e sette segmenti. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri.
• La tolleranza generale è ±0.25 mm salvo diversa specifica.
• La tolleranza di spostamento della punta del piedino è ±0.4 mm.
• I limiti di difetto sono specificati per materiale estraneo sui segmenti (≤10 mil), contaminazione da inchiostro (≤20 mil), piegatura del riflettore (≤1/100 della sua lunghezza) e bolle nei segmenti (≤10 mil).
• Per il montaggio è consigliato un diametro del foro PCB di Ø1.4mm.

5.2 Connessione dei Piedini e Polarità

Il dispositivo utilizza una configurazione ad anodo comune. Lo schema circuitale interno mostra due anodi comuni (uno per ciascuna cifra) e catodi individuali per ciascun segmento (A-G e DP). Il piedinatura è la seguente:

• Piedino 1: Catodo E
• Piedino 2: Catodo D
• Piedino 3: Catodo C
• Piedino 4: Catodo G
• Piedino 5: Catodo DP (Punto Decimale)
• Piedino 6: Anodo Comune (Cifra 2)
• Piedino 7: Catodo A
• Piedino 8: Catodo B
• Piedino 9: Anodo Comune (Cifra 1)
• Piedino 10: Catodo F

L'identificazione corretta dei piedini dell'anodo comune è essenziale per il multiplexing delle due cifre.

6. Guida alla Saldatura e al Montaggio

6.1 Profilo di Saldatura

Saldatura Automatica:La condizione consigliata è 260°C per 5 secondi, misurata a 1/16 di pollice (≈1.6mm) sotto il piano di appoggio. La temperatura dell'unità durante l'assemblaggio non deve superare la massima temperatura nominale.
Saldatura Manuale:La condizione consigliata è 350°C ±30°C per un massimo di 5 secondi, misurata a 1/16 di pollice sotto il piano di appoggio.

6.2 Precauzioni e Note Applicative

Il display è destinato a equipaggiamenti elettronici ordinari in applicazioni d'ufficio, di comunicazione e domestiche. Per applicazioni che richiedono un'affidabilità eccezionale dove un guasto potrebbe mettere in pericolo la vita o la salute (es. aviazione, sistemi medici), è obbligatoria una consultazione prima dell'uso. I progettisti devono rispettare rigorosamente i valori massimi assoluti. Durante la manipolazione bisogna prestare attenzione per evitare scariche elettrostatiche (ESD), sebbene specifiche classificazioni ESD non siano fornite in questo estratto. La conservazione deve avvenire nell'intervallo di temperatura specificato da -35°C a +105°C in un ambiente asciutto.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

La specifica di imballaggio standard è la seguente:

• Unità per Tubo: 33
• Tubi per Scatola Interna: 90
• Unità per Scatola Interna: 2,970
• Tubi per Scatola Esterna: 360
• Unità per Scatola Esterna: 11,880

La marcatura sul dispositivo include il Numero di Parte (LTD-2601JG-J), un Codice Data (formato YYWW), il Paese di Produzione e il Codice Bin (Z).

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo display è adatto per qualsiasi dispositivo che richieda una visualizzazione numerica compatta e luminosa a due cifre. Applicazioni comuni includono quadri strumenti, elettronica di consumo (orologi, timer, bilance), controlli industriali, apparecchiature di test e misura e display per elettrodomestici.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Limitazione di Corrente:Resistenze di limitazione della corrente esterne sono obbligatorie per ogni segmento o anodo comune per evitare di superare la massima corrente diretta continua (25 mA per segmento). Il valore deve essere calcolato in base alla tensione di alimentazione e alla caduta di tensione diretta del LED.
• Multiplexing:Per controllare indipendentemente due cifre con solo 10 piedini, si utilizza una tecnica di multiplexing. Gli anodi comuni (piedini 6 e 9) vengono pilotati sequenzialmente ad alta frequenza, mentre i catodi dei segmenti appropriati vengono attivati in modo sincrono. Ciò riduce il numero di pin I/O del microcontrollore richiesti.
• Angolo di Visione:L'ampio angolo di visione è vantaggioso per applicazioni in cui il display può essere visto da posizioni fuori asse.
• Controllo della Luminosità:La luminosità può essere regolata variando la corrente diretta (entro i valori nominali) o utilizzando la modulazione a larghezza di impulso (PWM) sui segnali di pilotaggio.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

I principali fattori di differenziazione del LTD-2601JG-J sono l'uso della tecnologia AlInGaP per l'emissione verde e il suo specifico sistema di binning per l'intensità luminosa. Rispetto a tecnologie più vecchie come il GaP, l'AlInGaP offre maggiore luminosità ed efficienza. L'esplicito sistema di binning fornisce ai progettisti livelli di luminosità prevedibili, il che è fondamentale per applicazioni che richiedono coerenza visiva tra più unità o prodotti. L'altezza della cifra di 0.28 pollici lo posiziona in una categoria di dimensioni comune, offrendo un buon compromesso tra leggibilità e spazio su scheda.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è lo scopo del codice bin?
R: Il codice bin (marcato come 'Z' sul dispositivo) indica l'intervallo di intensità luminosa di quella specifica unità. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti con luminosità uniforme per la loro applicazione o di approvvigionarsi di un livello di luminosità specifico se richiesto.

D: Posso pilotare questo display senza resistenze di limitazione della corrente?
R: No. Pilotare un LED direttamente da una sorgente di tensione causerà un flusso di corrente eccessivo, potenzialmente superando il valore massimo assoluto e distruggendo il segmento. Utilizzare sempre resistenze in serie.

D: Come controllo le due cifre in modo indipendente?
R: Devi utilizzare il multiplexing. Accendi brevemente l'anodo comune per la Cifra 1 mentre imposti i catodi per i segmenti desiderati della Cifra 1. Poi spegni l'anodo della Cifra 1, accendi l'anodo della Cifra 2 e imposta i catodi per i segmenti della Cifra 2. Ripeti questo ciclo rapidamente (es. >60 Hz) per creare l'illusione che entrambe le cifre siano accese continuamente.

D: Cosa significa "anodo comune"?
R: Significa che gli anodi (lati positivi) di tutti i LED in una cifra sono collegati insieme a un piedino. Per accendere un segmento, si applica una tensione positiva al suo piedino dell'anodo comune e si collega il catodo (lato negativo) di quel segmento specifico a massa (o a un livello logico basso).

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Caso: Progettare un Contatore Semplice a Due Cifre.
Un microcontrollore può essere utilizzato per implementare un contatore da 00 a 99. Servono dieci pin I/O: due per pilotare gli anodi comuni (preferibilmente tramite transistor per correnti più elevate) e otto per pilotare i catodi dei segmenti (A-G e DP). Il firmware manterrà il valore del conteggio, convertirà ogni cifra in un pattern a 7 segmenti ed eseguirà la routine di multiplexing. Il valore della resistenza di limitazione della corrente (R) per ogni segmento può essere calcolato usando la Legge di Ohm: R = (Vcc - Vf) / If, dove Vcc è la tensione di alimentazione (es. 5V), Vf è la tensione diretta del LED (~2.6V) e If è la corrente diretta desiderata (es. 10 mA). Questo dà R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Un resistore da 220 Ω o 270 Ω sarebbero valori standard adatti.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Il dispositivo si basa sulla tecnologia del Diodo Emettitore di Luce (LED). Un LED è un diodo a giunzione p-n semiconduttore che emette luce quando polarizzato elettricamente in direzione diretta. Gli elettroni si ricombinano con le lacune all'interno del dispositivo, rilasciando energia sotto forma di fotoni. Il colore della luce (lunghezza d'onda) è determinato dal band gap del materiale semiconduttore. Il LTD-2601JG-J utilizza AlInGaP, un sistema di materiali ben adatto per produrre luce rossa, arancione, ambra e verde ad alta efficienza. Il design a sette segmenti utilizza più chip LED individuali disposti in uno schema standard (segmenti da A a G e un punto decimale DP) per formare caratteri numerici. La configurazione ad anodo comune è un comune design circuitale che semplifica il multiplexing per display a più cifre.

13. Tendenze di Sviluppo

Sebbene i display LED a sette segmenti discreti rimangano rilevanti per applicazioni specifiche, tendenze più ampie nella tecnologia dei display includono un passaggio verso display a matrice di punti integrati (che offrono capacità alfanumeriche e grafiche), display a LED organici (OLED) per la loro sottigliezza e contrasto, e l'integrazione del circuito di pilotaggio e talvolta di microcontrollori direttamente nel modulo di visualizzazione (display "intelligenti"). Tuttavia, per visualizzazioni numeriche semplici, a basso costo, ad alta luminosità e altamente affidabili, i display a sette segmenti LED come il LTD-2601JG-J continuano a essere una soluzione robusta ed efficace, specialmente in contesti industriali, automobilistici e per elettrodomestici dove longevità e visibilità in varie condizioni di illuminazione sono fondamentali.