Scheda Tecnica Display LED LTC-4627JG - Altezza Cifra 0.4 Pollici - Verde (571nm) - Tensione Diretta 2.6V - Potenza 70mW - Documento Tecnico Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LTC-4627JG è un modulo di visualizzazione alfanumerico a quattro cifre e sette segmenti, progettato per applicazioni che richiedono una lettura chiara e luminosa di numeri e caratteri limitati. La sua funzione principale è rappresentare visivamente numeri e alcune lettere attraverso segmenti indirizzabili individualmente. La tecnologia di base utilizza chip LED in AlInGaP (Fosfuro di Alluminio Indio Gallio) cresciuti su un substrato di GaAs non trasparente. Questo sistema di materiali è scelto per la sua alta efficienza e le eccellenti prestazioni nella regione di lunghezza d'onda giallo-verde. Il display presenta una faccia grigia con marcature dei segmenti bianche, garantendo un alto contrasto per una leggibilità ottimale in varie condizioni di illuminazione. L'altezza della cifra di 0.4 pollici (10.0 mm) lo rende adatto per la visualizzazione a media distanza in strumentazione, controlli industriali ed elettronica di consumo dove lo spazio è prezioso ma la chiarezza è essenziale.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Altezza Cifra 0.4 Pollici:Offre una dimensione bilanciata per una buona visibilità senza consumare eccessivo spazio sul pannello.
• Segmenti Uniformi e Continui:Garantisce un aspetto coerente e senza interruzioni dei caratteri illuminati, migliorando la qualità estetica e la leggibilità.
• Basso Requisito di Potenza:La tecnologia AlInGaP consente un'alta luminosità con correnti di pilotaggio relativamente basse, contribuendo a progetti energeticamente efficienti.
• Aspetto del Carattere Eccellente:L'alto contrasto tra la faccia grigia e i segmenti bianchi, combinato con un'illuminazione uniforme, produce caratteri nitidi e ben definiti.
• Alta Luminosità e Alto Contrasto:La luminosità intrinseca dei LED AlInGaP e la combinazione di colori scelta garantiscono una visibilità superiore anche in ambienti molto luminosi.
• Ampio Angolo di Visione:Il design del chip LED e del package consente una visione chiara da un'ampia gamma di angoli, tipico dei display a segmenti LED.
• Affidabilità allo Stato Solido:Essendo un dispositivo a semiconduttore, offre una lunga vita operativa, resistenza agli urti e tolleranza alle vibrazioni rispetto ai display meccanici.
• Categorizzato per Intensità Luminosa:I dispositivi sono classificati (binnati) per intensità, permettendo ai progettisti di selezionare componenti per livelli di luminosità uniformi tra più unità in un assemblaggio.
• Package Senza Piombo (Conforme RoHS):Prodotto in conformità alle normative ambientali che limitano le sostanze pericolose.

1.2 Identificazione e Configurazione del Dispositivo

Il numero di parte LTC-4627JG specifica un display multiplexato a comune anodo con LED verdi AlInGaP. Il suffisso "JG" indica tipicamente il colore verde e un set specifico di caratteristiche o package. Il display include quattro cifre complete (0-9) e un punto decimale a destra per ciascuna cifra. Impiega una configurazione multiplexata a comune anodo, che riduce il numero di piedini di pilotaggio richiesti condividendo nel tempo le connessioni comuni per ogni cifra.

2. Approfondimento delle Specifiche Tecniche

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliato l'uso a o vicino a questi limiti per un funzionamento normale.

• Dissipazione di Potenza per Segmento:70 mW. Questa è la potenza massima che può essere dissipata in sicurezza da un singolo segmento LED senza causare danni termici.
• Corrente Diretta di Picco per Segmento:60 mA. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile, tipicamente specificata in condizioni di duty cycle 1/10 e larghezza d'impulso di 0.1 ms. Viene utilizzata per brevi lampi ad alta intensità.
• Corrente Diretta Continua per Segmento:25 mA a 25°C. Questa corrente deve essere deratata linearmente di 0.33 mA/°C man mano che la temperatura ambiente (Ta) sale sopra i 25°C. Ad esempio, a 50°C, la corrente continua massima sarebbe 25 mA - (0.33 mA/°C * 25°C) = 16.75 mA.
• Tensione Inversa per Segmento:5 V. Superare questa tensione in polarizzazione inversa può causare la rottura della giunzione.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento e Stoccaggio:-35°C a +85°C. Il dispositivo è classificato per un funzionamento e uno stoccaggio affidabile all'interno di questo intervallo di temperatura industriale.
• Temperatura di Saldatura:Massimo 260°C per un massimo di 3 secondi, misurata a 1.6 mm (1/16 di pollice) sotto il piano di appoggio. Questo è critico per i processi di saldatura a onda o a rifusione per prevenire danni al package.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi sono i parametri operativi tipici misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C, che forniscono le prestazioni attese in condizioni normali.

• Intensità Luminosa Media (I_V):200 µcd (Min), 464 µcd (Tip) a I_F= 1 mA. Questa è l'emissione luminosa, misurata utilizzando un sensore filtrato per corrispondere alla risposta fotopica dell'occhio umano (curva CIE). L'ampio intervallo indica la classificazione (binning) per intensità.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_p):571 nm (Tip) a I_F= 20 mA. Questa è la lunghezza d'onda alla quale l'emissione spettrale è più forte, nella regione giallo-verde.
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):15 nm (Tip) a I_F= 20 mA. Questo indica la purezza spettrale; una larghezza più stretta significa un colore più monocromatico.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):572 nm (Tip) a I_F= 20 mA. Questa è l'unica lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano per corrispondere al colore del LED.
• Tensione Diretta per Segmento (V_F):2.05 V (Min), 2.6 V (Tip) a I_F= 20 mA. Questa è la caduta di tensione ai capi del LED quando conduce la corrente specificata. Il progetto del circuito deve tenere conto della V_F.
• Corrente Inversa per Segmento (I_R):100 µA (Max) a V_R= 5 V. Questa è la piccola corrente di dispersione quando il LED è polarizzato inversamente.
• Rapporto di Uniformità dell'Intensità Luminosa (I_V-m):2:1 (Max) a I_F= 1 mA. Questo specifica il rapporto massimo ammissibile tra il segmento più luminoso e quello più debole all'interno di un singolo dispositivo, garantendo l'uniformità.

3. Informazioni Meccaniche e sul Package

3.1 Dimensioni del Package

Il display si conforma a un'impronta standard dual in-line package (DIP). Tutte le dimensioni critiche sono fornite in millimetri con una tolleranza generale di ±0.25 mm salvo diversa indicazione sul disegno dimensionale. Ciò include la lunghezza, larghezza e altezza complessive, la spaziatura tra le cifre, le dimensioni dei segmenti e la spaziatura e il diametro dei piedini. Il disegno meccanico esatto è essenziale per il layout del PCB (Printed Circuit Board) per garantire un corretto montaggio e allineamento con il foro sul pannello frontale.

3.2 Configurazione dei Piedini e Circuito Interno

Il dispositivo ha una configurazione a 16 piedini, sebbene non tutte le posizioni siano occupate (i piedini 10 e 12 sono "NO PIN"). Lo schema del circuito interno mostra una struttura multiplexata a comune anodo. Ciascuna delle quattro cifre ha il proprio piedino di anodo comune (piedini 1, 2, 6, 8). I catodi dei segmenti (A-G, DP) sono condivisi tra tutte le cifre. Inoltre, ci sono connessioni per tre LED indicatori separati (L1, L2, L3) che condividono un anodo comune (piedino 4) e hanno i catodi collegati rispettivamente ai catodi dei segmenti A/B/C. Il piedino 9 è indicato come "NO CONNECTION." Questo piedinatura è cruciale per progettare il circuito di pilotaggio multiplex, che alimenta sequenzialmente l'anodo comune di ogni cifra mentre presenta i dati del segmento per quella cifra sulle linee catodo condivise.

4. Linee Guida e Precauzioni per l'Applicazione

4.1 Considerazioni di Progetto e Utilizzo

Uso Previsto:Questo display è progettato per apparecchiature elettroniche ordinarie in applicazioni d'ufficio, di comunicazione e domestiche. Per sistemi critici per la sicurezza (aviazione, medicale, trasporti), è obbligatoria una consultazione prima dell'uso.



Conformità ai Valori Massimi:Il rispetto dei Valori Massimi Assoluti è essenziale per prevenire danni. Il produttore non si assume alcuna responsabilità per guasti derivanti dalla non conformità.



Gestione della Corrente e Termica:Superare le correnti di pilotaggio consigliate o le temperature operative accelererà il degrado dell'emissione luminosa (deprezzamento del lumen) e può portare a guasti prematuri. È fortemente raccomandato il pilotaggio a corrente costante rispetto a quello a tensione costante per garantire luminosità stabile e longevità, poiché compensa il coefficiente di temperatura negativo del LED e la V_F variation.



Protezione del Circuito:Il circuito di pilotaggio deve incorporare protezioni contro tensioni inverse e transitori di tensione durante i cicli di accensione. La polarizzazione inversa può indurre migrazione metallica all'interno del semiconduttore, aumentando la dispersione o causando cortocircuiti.



Considerazione sulla Tensione Diretta:L'alimentazione e il circuito di limitazione della corrente devono essere progettati per fornire la corrente di pilotaggio desiderata su tutto l'intervallo possibile di valori V_F(da Min a Max).



Fattori Ambientali:I rapidi cambiamenti di temperatura ambiente, specialmente in ambienti umidi, dovrebbero essere evitati poiché possono causare condensa sul display, potenzialmente portando a problemi elettrici o ottici.



Manipolazione Meccanica:Evitare di applicare forze anomale al corpo del display durante l'assemblaggio. Se viene applicata una pellicola decorativa, assicurarsi che non sia a stretto contatto con il pannello/copertura frontale, poiché una forza esterna potrebbe spostarla.



Classificazione (Binning) per Uniformità:Quando si assemblano più display in un'unica unità, si raccomanda di utilizzare dispositivi della stessa classe di intensità luminosa per prevenire differenze evidenti di luminosità o tonalità tra le unità.



Test di Affidabilità:Se il prodotto finale richiede che il display sia sottoposto a specifici test di caduta o vibrazione, le condizioni dovrebbero essere condivise con il produttore per una valutazione preventiva.

4.2 Condizioni di Stoccaggio e Manipolazione

Stoccaggio Standard (Package DIP):I prodotti nella confezione originale dovrebbero essere stoccati a 5°C - 30°C con umidità relativa inferiore al 60% RH. La non conformità può portare all'ossidazione dei piedini, richiedendo una riplaccatura prima dell'uso. Lo stoccaggio a lungo termine di grandi scorte è sconsigliato. Se la busta barriera all'umidità è stata aperta per più di 6 mesi, si raccomanda la cottura (baking) a 60°C per 48 ore, seguita dall'assemblaggio entro una settimana.



Stoccaggio Display SMD (Nota):Sebbene questo sia un componente DIP, la scheda tecnica include una nota per le varianti SMD: una volta aperta la busta sigillata in fabbrica, il dispositivo dovrebbe essere utilizzato entro 168 ore (7 giorni) se stoccato a <60% RH e 5-30°C, corrispondente a un Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) di 3. Ciò evidenzia l'importanza del controllo dell'umidità per i package LED moderni.

5. Curve di Prestazione e Dati Grafici

La scheda tecnica fa riferimento a tipiche curve di prestazione essenziali per un'analisi di progetto dettagliata. Questi grafici rappresentano visivamente la relazione tra parametri chiave, permettendo agli ingegneri di interpolare valori non esplicitamente elencati nelle tabelle. Sebbene le curve specifiche non siano dettagliate nel testo fornito, tipicamente includono:



Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente di pilotaggio, solitamente in modo sub-lineare a correnti più elevate a causa degli effetti termici.



Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la caratteristica esponenziale I-V del diodo.



Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la diminuzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione, un fattore critico per il progetto termico.



Distribuzione Spettrale:Un grafico dell'intensità relativa rispetto alla lunghezza d'onda, che mostra il picco a ~571nm e la larghezza spettrale. Queste curve permettono ai progettisti di ottimizzare le condizioni di pilotaggio, prevedere le prestazioni a temperature non standard e comprendere le caratteristiche cromatiche del LED.

6. Scenari Applicativi Tipici e Note di Progetto

Il LTC-4627JG è ideale per applicazioni che richiedono un display numerico compatto, affidabile e luminoso. Usi comuni includono:



Apparecchiature di Test e Misura:Multimetri digitali, contatori di frequenza, alimentatori, dove 4 cifre forniscono una risoluzione sufficiente.



Pannelli di Controllo Industriale:Indicatori di processo, display di timer, letture di contatori su macchinari.



Elettrodomestici:Forni a microonde, apparecchi audio, sistemi di controllo climatico.



Display per il Dopo-Mercato Automobilistico:Quadranti e indicatori dove è necessaria robustezza ambientale.



Implementazione del Progetto:L'implementazione di questo display richiede un microcontrollore o un circuito integrato di pilotaggio dedicato in grado di effettuare il multiplexing. Il driver deve essere in grado di fornire corrente sufficiente per i piedini di anodo comune (corrente cifra = corrente segmento * numero di segmenti accesi in quella cifra) e di assorbire corrente per i piedini catodo dei segmenti. Resistori di limitazione della corrente sono obbligatori per ogni catodo di segmento quando si utilizza un'alimentazione a tensione costante. È necessaria una routine di multiplexing ben progettata con persistenza e frequenza di aggiornamento appropriate (tipicamente >60 Hz) per evitare lo sfarfallio. L'ampio angolo di visione lo rende adatto per pannelli visualizzati da varie posizioni.